随着节能环保的观念深入人心，电动客车、电动出租车以及电动观光车已经广泛运用到人们的日常生活中。但由于充电桩和自身续航里程的限制，极大地抑制了电动汽车的发展。由于受电动汽车的大小和重量限制，若要提升电动汽车的行驶里程，最有效的途径就是提升锂离子动力电池的能量密度[1]。增大锂离子动力电池的能量密度，同时也增大了锂离子动力电池包在单位体积内的产热能力，在散热能力并未得到增强的情况下，锂离子动力电池产热能力的增强，势必会导致锂离子动力电池工作温度的上升，这对锂离子电池包的热稳定性提出了更高的挑战[2] 。
据不完全统计，2019年至今，我国由于锂离子电池系统热稳定性失控，导致的电动车起火事故已不下于10起。其中，电池局部温度过高是导致电池发生热扩散的主要原因。因此，加热触发条件的热失控试验，是保障电池稳定运行的重要指标[3]。在最新出台的电动汽车三项新国标中，更是将电池系统热扩散作为车载能源安全性的重要考量标准。但在电池实际研发阶段，热扩散的试验会对电池系统造成不可逆的损害，导致成本急剧增加。 本文通过分析目前应用较为广泛的锂离子电池包，建立锂离子电池仿真模型，并结合热扩散最常见的加热触发方式，对模型的有效性和准确性进行验证，为锂电池热扩散试验提供理论参考，为企业电池包研发提供依据[4]
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锂离子电池热失控模型研究
胡志祥 黄 欢 邵 庆 李 骁 王晨鸣 文
Study on Thermal Runaway Model of Lithium Ion Battery
Abstract: The introduction of three new national standards for electric vehicles puts stricter requirements on the thermal stability of the battery, and clearly writes the thermal diffusion into the safety requirements of the battery system. However, the thermal diffusion test will cause irreversible losses to the battery pack, and R&D costs will rise significantly. This article establishes a thermal simulation model for a ternary lithium-ion battery pack, and verifies the simulation model by combining the actual test data with a heating trigger. By modifying the key parameters of the model, the actual operating state of the battery pack can be simulated, providing a theoretical reference for the thermal diffusion test, reducing the number of actual tests, reducing the company’s research and development costs, and improving production efficiency.
Key words:Lithium ion battery; safety performance; thermal runaway; simulation model
概要：电动汽车3项新国标的出台，对电池热稳定性提出了更严格的要求，并将热扩散明确写入电池系
统安全要求范畴。然而热扩散试验会对电池包造成不可逆的损失，研发成本明显上升。本文针对三元锂离子电池包，建立热仿真模型，并以加热触发方式，结合实际试验数据，对仿真模型进行验证。通过修改模型关键参数，可以模拟电池包实际运行状态，为热扩散试验提供理论参考，减少实际试验次数，降低企业研发成本，提升生产效率。关键词：锂电池；安全性能；热失控；仿真模型
1 锂电池热失控概念
锂离子动力电池的热扩散反应是指电池在使用过程中，由于产热量严重超过散热量，而导致电池温度急剧升高，最终引起电池失效的一种形式。在热失控反应初期，电池包内部材料在高温下开始分解，产生气体和热量，并加剧内部反应进行。当电池内部热量和气体压力累积到一定程度时，就会挤压电池包的封装，冲破安全阀甚至破坏电池的外壳，从而产生电池包热失控现象[5]。从宏观表现上分析，锂离子电池包热失控主要包括冒烟起火和爆炸2种形式。电池冒烟着火引发的安全事故通常比较缓慢，可以及早发现。但电池爆炸是一种较电池冒烟着火更为剧烈的且更加危险的安全灾害，在电池包爆炸前，驾驶员难以通过直观感受判断电池包运行状态，因此需要借助电池包预警系统监测电池包内部电芯温度变化，从而提前发出预警[6]。电池热扩散试验，就是保证电池包预警系统发出信号后，电池在5 min 内不产生起火爆炸，从而给司机和乘客留下充足的逃生时间，保障生命安全。
2 热失控机理及加热触发条件下失控过程分析
2.1 热失控机理
在分析电池包热受控反应过程时，可以从微观机理和宏观表现2个角度进行探究。从微观机理分析，电池内部电池热失控的链式反应主要包括SEI 膜热分解反应，负极和电解液反应，
其中：
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