森林植保机用动力电池热失控建模与试验分析

江苏省高等学校自然科学研究面上项目（20KJD510007）; 淮安市科技计划项目（HASZ201646）

摘要

为探讨某森林植保机用锂离子电池自加热式热失控问题，首先探究电池单体的结构组成、各副反应的产热机理，以及电池单体、端板、隔热垫、箱体与环境之间的热辐射、热传导和对流换热3种传热方式。然后基于等效电路模型的热失控建模方法，由电芯物性参数、副反应机理、放热传热模型在AMEsim一维仿真软件中建立280 Ah大容量电池模组的热电特性模型，分析自加热热失控时的电池产热传热特征以及模组内热失控蔓延的路径，并进行仿真分析。最后并根据国标GB 38031—2020对该电池模组进行自加热试验，得到电芯温度随时间变化情况，并通过纳米CT扫描，确认触发电芯热失控具体位置。对比分析仿真与试验结果表明，建立的模型准确度高，性能可靠，电芯热失控温度最大误差为11.3%，热失控触发时间最大误差为4.2%，可为后续热失控温度预测和预防电池包热扩散的安全性等电池热管理方面的设计与开发提供技术参考。

关键词

锂离子电池 / 自加热 / 热失控 / 热电特性 / 电池热管理