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在能源危机和绿色环保的形势下,以钛酸锂电池为代表的动力锂离子电池受到人们的普遍关注。本文采用实验与模拟仿真相结合的手段研究了不同工况下钛酸锂电池的热行为。在实验研究方面,联用加速量热仪与电池充放电循环仪研究了钛酸锂电池在绝热条件下正常放电循环、脉冲放电循环以及高温脉冲工况下的热行为。实验结果表明,在脉冲放电过程中,因脉冲而引起的电池过电势使得电压曲线在脉冲过程中急剧下降,在脉冲后的5min静置时间内,电压回升并高于此刻正常放电过程的电压曲线。此外,因脉冲存在,电池温度高于正常放电过程的温度,温升速率曲线也高于正常放电时的温升速率曲线,但随着电池内部温度的增加,脉冲对温度、温升速率的影响减弱。在模拟仿真方面,基于电化学-热耦合模型模拟了钛酸锂电池在不同充放电过程中的热源变化。模拟结果表明,对于钛酸锂电池而言,在0.5C倍率下,放电过程热量高于充电过程,充电过程总热源略大于零；在脉冲放电过程中,电池温度上升原因在于此过程中不可逆热的急剧增加；因热源中极化热的存在,自然散热工况下的钛酸锂电池温度曲线在恒流放电、恒流恒压充电循环过程中存在两个温度峰。此外,对50Ah钛酸锂电池温度的模拟结果表明,循环充放电电流越大,单体电池处于热平衡时的温度越高,达到热平衡所需时间也越长,电流倍率对电池温升的影响明显大于因外界环境温度改变而造成的温升幅度。基于C80微量量热仪测得钛酸锂电池材料在不同温度下的热流曲线,进而构建了电池热滥用模型。运用热滥用模型模拟了极端环境下电池单体的热失控过程以及热失效电池对电池模组中其他电池的影响。模拟结果表明,通过对电池模块3×7模式的内部电池添加过热载荷,发现过热电池周边的电池温度可超过177℃,达到隔膜的熔融临界值,致使电池内部发生短路,进而引发该电池的热失控,从而引发电池模块的连锁反应,最终导致模块中所有电池的热失控。研究结果阐释了不同工况下钛酸锂电池的热效应,为电池系统的热管理提供了数据支撑,为钛酸锂电池的实际应用提供科学依据。