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10.16638/jki.1671-7988.2020.23.005
辛明华
（中国汽车技术研究中心有限公司，天津300300）
摘要：锂离子电池的生热和热失控热性是影响电动汽车使用和安全性的重要条件。文章介绍了锂离子电池的生热及热失控机理，分析了其影响因素，给出了生热仿真分析步骤和方法。指出合理的仿真分析，可以优化电池热管理系统设计，缩短设计周期，节约设计成本。
关键词：锂离子电池；生热；热失控；仿真方法；电动汽车
中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)23-11-03
Simulation Method for Battery Heat Generation and Thermal Runaway on EV
Xin Minghua
( China Automotive Technology and Research Center Co., Ltd, Tianjin 300300 )
zssi
Abstract: Heat generation and thermal runaway of li-ion battery is an important condition affecting the use and safety of electric vehicles. This paper introduces the heat generation and thermal runaway mechanism of li-ion battery, analyzes the influencing factors, and gives the simulation analysis steps and methods of heat generation. It is pointed out that reasonable simulation analysis can optimize the design of battery thermal management system, shorten the design cycle and save the design cost.
Keywords: Li-ion battery; Heat generation; Thermal runaway; Simulation method; Electric vehicle
CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)23-11-03
引言
锂离子动力电池是电动汽车的重要车载能源，其生热及热失控特性直接影响整车的性能和安全，研究动力电池的生热及热失控特性有助于更加精准地设计电池热管理系统，使电动汽车锂离子电池在合理温度范围内工作，并在热失控发生前做出预警，对整车安全具有十分重大的意义。
1 锂离子电池生热及热失控机理
1.1 电池生热机理
锂离子动力电池单体电池外壳、极耳、正极、负极、隔膜、电解液等构成。充电/放电过程中，随着电池电化学反应的进行及锂离子的嵌入与脱出，电池内部发生着放热与吸热，产生热量主要由四部分组成：可逆反应热，欧姆内阻的焦耳热，极化热和副反应热，如以下公式： （1）Q t：锂离子电池生热量。
Q r：可逆反应热，是指锂离子电池在充放电过程发生可逆电化学反应所产生的焓变热，取值可正可负。一般情况下，在电池充电过程取值为负，对应于吸热过程；而在电池放电过程取值为正，对应于放热过程。
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Q j：由于欧姆内阻产生的热量。电池内部各组成材料的电阻表现为对锂离子输运的阻碍作用。在此过程中，这部分热量都为正值，是不可逆反应热。
Q p：极化热，当电池的电极表面发生极化现象，在有电
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作者简介：辛明华，就职于中国汽车技术研究中心有限公司，研究
方向：新能源汽车技术及产业研究。
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