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随着新能源汽车等节能减排产品的普及和推广，锂离子电池作为一种清洁能源成组使用已成为动力领域的主体部分。与此同时，电池组内单体电池热失控及其扩展所带来的安全问题也受到越来越多的关注。本文利用三维锂离子动力电池热失控模型，研究电池组温度场分布及热量传递机制，分析热管理方式对电池组热失控热量传递机制的影响，为今后进一步研发锂离子动力电池组、提高其安全性能提供帮助。
本文通过研究电池内相关材料物性参数以及其反应方程式，理论分析了动力电池热失控机理，同时利用电加热丝对单体电池进行高温热失控实验，为仿真模型的验证提供对照依据。
利用COMSOL软件，运用三维不分层的建模方式建立具有M型导流片的3x3圆柱型电池模型，既可以减少计算量，又能保证仿真模型的准确性。利用数值仿真的方法，运用经过验证的电化学-热耦合模型，分析电池组模组整体的传热分布，以及各个电池在电池组热失控热量传递过程中的传热特性，量化描述电池组内各电池单体通过不同换热方式向周边电池传递的热量，为设计优化抑制电池组热失控扩展的抑制途径提供数值依据和思路。结果表明，动力电池组热失控热量传递过程中，与热失控电池通过导流片直接连接的电池受热传导影响最大，而与热失控电池未直接相连的电池则主要的热量传递形式为热辐射。由于车载电池组空间有限，因此适当的增加电池间距可以减少电池整体热量传播，同时，在条件允许的前提下，较小的焊点面积和导流片横截面积可以有效抑制热传导热量传递，为电池组热失控扩展的抑制途径的研究提供了参考。
基于电池组热失控热量传递机理及各项物性参数，建立了一款紧凑的、错位排布的圆柱形锂离子电池模组。对所述电池模组的散热性能进行了三维瞬态模拟，通过改变电池组内电池间距、散热方式以及冷却介质流量，研究热管理方式对电池组热失控热量传递机制的影响。仿真结果表明，增加电池间距可有效防止电池热量的传递与吸收，但无法起到强化散热的效果；对于空冷系统，较小的空气流量无法有效抑制热失控的传播，甚至抑制效果不如电池组自然对流换热，较高的体积流量虽可有效地减缓电池组内热量的传递，但同时也应考虑实际流阻的影响；但当冷却系统停止工作，即工质流速为零时，液冷系统中的液冷装置会变化为导热性材料，增强了电池组热失控热量传递；对于液冷系统，随着流速的增加，对流换热系数增大，散热效果显著提升。
本文通过研究电池内相关材料物性参数以及其反应方程式，理论分析了动力电池热失控机理，同时利用电加热丝对单体电池进行高温热失控实验，为仿真模型的验证提供对照依据。
利用COMSOL软件，运用三维不分层的建模方式建立具有M型导流片的3x3圆柱型电池模型，既可以减少计算量，又能保证仿真模型的准确性。利用数值仿真的方法，运用经过验证的电化学-热耦合模型，分析电池组模组整体的传热分布，以及各个电池在电池组热失控热量传递过程中的传热特性，量化描述电池组内各电池单体通过不同换热方式向周边电池传递的热量，为设计优化抑制电池组热失控扩展的抑制途径提供数值依据和思路。结果表明，动力电池组热失控热量传递过程中，与热失控电池通过导流片直接连接的电池受热传导影响最大，而与热失控电池未直接相连的电池则主要的热量传递形式为热辐射。由于车载电池组空间有限，因此适当的增加电池间距可以减少电池整体热量传播，同时，在条件允许的前提下，较小的焊点面积和导流片横截面积可以有效抑制热传导热量传递，为电池组热失控扩展的抑制途径的研究提供了参考。
基于电池组热失控热量传递机理及各项物性参数，建立了一款紧凑的、错位排布的圆柱形锂离子电池模组。对所述电池模组的散热性能进行了三维瞬态模拟，通过改变电池组内电池间距、散热方式以及冷却介质流量，研究热管理方式对电池组热失控热量传递机制的影响。仿真结果表明，增加电池间距可有效防止电池热量的传递与吸收，但无法起到强化散热的效果；对于空冷系统，较小的空气流量无法有效抑制热失控的传播，甚至抑制效果不如电池组自然对流换热，较高的体积流量虽可有效地减缓电池组内热量的传递，但同时也应考虑实际流阻的影响；但当冷却系统停止工作，即工质流速为零时，液冷系统中的液冷装置会变化为导热性材料，增强了电池组热失控热量传递；对于液冷系统，随着流速的增加，对流换热系数增大，散热效果显著提升。