陈天雨 冯旭宁 欧阳明高 卢兰光

1.清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084 2.清华大学核能与新能源技术研究院，北京，100084

0 引言

随着电动汽车的产销量不断增长，电动汽车安全性事故次数也逐年增加，其中，电池热失控是导致电动汽车安全性事故的一个重要原因［1］。动力电池热失控会引起电池系统起火甚至爆炸，进而引燃汽车内饰，给乘客生命财产安全构成重大威胁。动力电池的安全性问题是目前电动汽车发展过程中亟待解决的问题之一。

目前，在主流的纯电动汽车和插电式混合动力汽车中，具有能量密度高、循环寿命长、充电速度快等优点的锂离子电池得到最广泛的应用。最常用的锂离子电池负极材料为石墨，正极材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、三元锂等。随着人们对电池能量密度提出更高诉求，以高镍三元材料为正极、硅碳材料为负极的锂离子电池成为开发重点，但是电池能量密度提升的同时带来了安全性变差的问题。目前动力电池系统热安全设计较多以“设计-实验验证-重新设计”这种试错的方法进行，造成较高的时间和经济成本，无法满足系统安全性保障跟上能量密度提升步伐的迫切需求。因此在提升电池系统能量密度的同时，开发高效的电池热安全设计方法也变得紧迫。

本文结合笔者所在课题组对动力电池系统热安全问题的理解和多年来对动力电池热安全的设计开发经验，提出了从电池材料、单体、系统三个尺度，进行热安全测试、建模与设计的动力电池系统热安全多尺度的设计开发理念，对动力电池系统安全性设计流程中需要考虑的因素进行了总结。……