锂离子动力电池系统多尺度热安全研究

锂离子动力电池系统作为电动汽车最重要的核心部件,其动力性能和安全可靠性的提升是中国电动汽车进一步规模化发展的重大需求。锂离子动力电池的热安全问题贯穿于电池系统的整个生命周期,且在单体-模组-系统不同空间尺度下的表现形式不同。针对锂离子动力电池系统多空间尺度热安全问题,分别从单体电池生热、模组温度均一性、电池系统安全可靠性3个方面归纳总结了目前动力电池热安全设计的最新进展,并对一些重要研究成果进行了着重介绍,总结了锂离子动力电池系统热安全设计亟待解决的关键问题,提出了可行的解决方案,对今后的研究方向进行了展望,旨在为电池系统动力性能和安全可靠性提升提供有益的借鉴和参考。

风冷圆柱形锂离子电池系统热失控扩展特性

通过已有ARC测试的电池单体热失控温度曲线计算得到电芯的生热功率,再将该热功率定义为混合动力机车动力电池系统内指定热失控单体的热功率,仿真计算其周围单体的瞬态温度。计算表明:空调风冷时单颗电芯热失控不会引发热失控扩展;没有空调风冷时某一颗电芯热失控会在模组内扩展,一并电芯同时热失控将导致上层电池包热失控。最后对热失控扩展阻断设计方法进行了探讨。

基于SFMEA和三角模糊软集的电池系统风险评估

针对以锂离子动力电池为代表的典型复杂机电系统设计阶段的可靠性提升和潜在失效模式风险评估等问题,提出了将SFMEA和三角模糊软集融合分析的锂离子动力电池系统设计阶段风险评估方法.在对锂离子动力电池系统层次划分的基础上,引入评估专家群对潜在失效模式开展独立分析,利用专家风险评估矩阵收集初评数据与三角模糊软集进行模糊化和信息融合计算,计算结果利用梯级平均综合方法清晰化处理,通过故障模式融合参数分解与权重分配,得出风险评估结果,并进行风险的评分和排序.结果表明:融合三角模糊软集进行风险评估的SFMEA在系统设计初期将风险模式与评估结果的量化与评分,能够在系统级设计方面提高设计的稳健性,降低系统失效的风险;该方法在锂离子动力电池系统设计风险评估阶段的适用性良好.