动力电池外部短路故障热-力影响与分析

摘要

动力电池安全性问题因电动汽车安全事故频发而备受关注,短路故障则被认为是大部分动力电池安全事故发生的主要原因。针对外部短路故障,以某圆柱形锂离子动力电池为研究对象,根据能量守恒定律,建立动力电池在外部短路情况下的三维热模型,获取动力电池单体的内外温度场分布,并在此基础上建立热-力模型,仿真分析动力电池内部热应力分布,计算结果表明:在25℃下动力电池两端内部活性材料与壳体的接触部位产生最大热应力,热应力随时间变化趋势与表面温度变化一致,且处于低段初始荷电状态(State of charge,SOC)动力电池的峰值热应力较高。该模型的应用可以为同类型动力电池节约测试成本、结构优化减少热应力以增加安全性提供一定的指导作用,并提高对外部短路的动力电池响应规律的认识。