基于多物理场耦合的磷酸铁锂电池组热失控及其蔓延特性仿真分析

赵璐; 吴鹏江; 齐绍通; 王睿

doi:10.16056/j.2096-7705.2026.01.002

能源研究与管理 ›› 2026, Vol. 18 ›› Issue (1) : 7 -15+71+133. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.01.002

基于多物理场耦合的磷酸铁锂电池组热失控及其蔓延特性仿真分析

赵璐, 吴鹏江, 齐绍通, 王睿

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摘要

为探究磷酸铁锂动力电池组的热失控及其蔓延特性，本文建立了耦合电化学、传热及流体动力学的多物理场数值模型，在通过实验数据验证模型准确性的基础上，探讨了电池穿刺产热机理及不同流道结构下的热管理效果与热蔓延特征。结果表明：当铁钉穿刺时，正极失活区因机械破坏与材料失效而形成高电阻区域，进而引发局部高温热点产生，且热量以该高温区为中心呈放射状扩散；在中高流速下，蛇形流道虽具有更为显著的冷却效果与温度均匀性，但伴随巨大的液压降损耗，在2.0 m/s工况下，温度降幅相较于平行流道高出15.06%，同时电池组最大温差降低了32.30%，而液压降高达690 412 Pa；在热失控蔓延阶段，流道冷却效果的增强与热蔓延抑制作用之间呈现非线性关系，在中高流速区间，冷却工质流速的增加反而会强化“热桥”效应，加速热失控蔓延。