一、电池产热的影响：

1.放电/充电过程，特别是大倍率充放时会产生大量热量；

2.内部热量聚集，会引起内部温度升高；

3.影响电池材料热稳定性，并发生性能衰退；

4.影响电动汽车的经济性和适用性，由此引发的安全性和地寿命等存在制约；

5.低温下启动内部极化大，瞬时发热量会造成电池的不可逆损失。

二、电池产热的影响——热失控

1.系统层面的热失控

演变：电池老化（演化）&突发事件（突变）；

触发：发生热失控与起火燃烧的转折点；

扩展：单体或少量电池触发后向周围传递，发生次生危害。

2.电芯层面的热失控

产热速度过快，导致大量的热量在锂离子电池的内部积聚，诱发了一系列的副反应（如负极SEI膜分解，正极活性物质分解，释放出氧化性很高的游离氧，与电解液发生氧化反应），这些副反应会进一步导致锂离子电池内部的热量积聚，压力增大，最终导致锂离子电池起火爆炸，形成严重的安全问题。

内部诱因：低温充电、负极缺陷和过充导致负极形成的锂枝晶穿透隔膜引发短路，锂离子电池内部多余物刺穿隔膜引发短路等；

外部诱因：大电流放电，正负极短路，高温，挤压、针刺等因素；

安全阀：发生热失控且内压到阈值时，安全阀破坏，释放内压，避免更严重问题；

3.热失控触发的原因

采用绝热量热仪（EV-ARC）来进行热失控特性的测试

4.热失控扩展分析

25Ah三元锂离子电池（具有约0.1kWh的电能）热失控时释放出的能量约为630kJ，相当于0.15kgTNT当量。而60kWh纯电动车的动力电池系统而言，则相当于释放出90kgTNT当量的能量。

传递途径：

相邻壳体之间导热；

电池极柱的导热；

单体电池起火对周围电池炙烤。

5.电池的产热特性

5.1产热来源

反应热（Qr）、焦耳热（Qj）、极化热（Qp）及分解热（Qs）。

反应热

充电时，电化学反应表现为吸热，为负值；

放电时，电化学反应表现为放热，为正值。

焦耳热

即欧姆内阻产热，即来源于电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触

电阻。

极化热

即电流作用在正负极上发生极化现象而产生的热量，来源于电化学极化和浓差极化引起的电阻。

分解热

电池在自放电过程中或者副反应过程中产生的热量，正常情况下可忽略。

5.2生热模型

总生热量

电池生热模型

默认内部温度均匀，与电池形状无关。Benadi提出以下模拟模型：

5.3比热容和生热速率

比热容的计算

生热速率计算

5.4简单散热模型

散热率计算：

柱形电芯散热模型：

方形电池散热三维模型：

5.5电池的产热的测试

单体电芯温度测定——测试仪器

多路温度测试仪；红外热成像仪；加速量热仪（ARC）。

单体电芯温度测定——测试部位

表面温度测定；内部温度测定；

‍‍‍‍绝热条件下测定（ARC中）

绝热条件下，电池的温度仅由其产热水平、质量和比热容决定，表征其发热水平更为准确。

热失控的测定：

针刺；挤压；短路；ARC绝热测试（模拟热无法及时散失下的反应动力学参数）。

5.5电池的产热的模拟仿真

常用软件：COMSOLMultiphysics、MATLAB、CFD-ACE+、Star-CCM+、ANSYS、ProE、CATIA等。

COMSOLMultiphysics为例：

内置众多物理、化学、电学等的数据和模型；

有针对电化学的专门的模块；

通过模拟可以观测和理解电池工作的内部温度分布和外部散热情况。

5.6电池包的热管理设计

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