锂电池单体起火燃烧过程仿真模拟
2021-10-19陈吉清冼君琳兰凤崇刘得星
重庆理工大学学报(自然科学) 2021年9期
陈吉清,冼君琳,兰凤崇,刘得星
(华南理工大学 a.机械与汽车工程学院;b.广东省汽车工程重点实验室, 广州 510640)
近年来电动汽车频繁发生起火燃烧事故,而大部分动力电池系统的起火燃烧源于单体电芯的热失控。如图1(a)(b)所示,湖南一纯电动汽车在行驶时突发功率下降,随后车辆冒烟起火,笔者前往勘察该事故车辆,发现该车动力电池包的右后部位电芯严重烧损,同时后台数据显示该部位的电池单体在起火前曾出现过电压骤降、温度异常上升的热失控特征,由此推断该车右后部位的电池单体发生故障进而触发热失控燃烧的可能性最大。如图1(c)所示,深圳一纯电动汽车在驶过一段颠簸路段后发生起火,事故勘察发现电池包底部存在一个由撞击造成的破洞,并在电池燃烧残骸中发现受过机械冲击的电池单体,推断是由车辆底部碰撞造成单体热失控引发起火。

图1 电动汽车火灾现场
多起电动汽车起火事故表明,尽管动力电池包的热失控起火燃烧涉及多个电气和机械部件,宏观上与碰撞、过充或过温等滥用条件有关,但在根源上动力电池包起火燃烧大多来自于单体热失控。如图2所示,张良等[1]进行了电池单体热失控引发整车起火的实验,利用加热板对模组内的单个电芯进行加热,电芯过温触发热失控,热失控产生的热量向周围模组传播,周围单体被加热升温进而发生大规模热失控,最终导致整车起火燃烧。研究电池单体的起火燃烧,即从根源上探索动力电池起火燃烧特征,对提高车用锂电池安全性及其火灾救援有重要意义。……
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