热激源下LFP锂离子电池的热失控特性研究

电动汽车用动力电池系统单一电芯热失控后经扩展导致燃烧是电动汽车灾害事故的主要发展链条之一，为进一步厘清锂离子电池热激源下的灾害表现行为，本文采用加热板直接加热的方式开展了热传导作用下方壳磷酸铁锂电池单体和模组的热失控实验研究，并采集和分析了热失控过程中的电池温度、电压及火灾动力学参数。实验结果表明，LFP单体在热传导作用下的热失控会产生大量白烟，但无明火出现，电芯防爆阀开启温度为250℃，热失控温度280℃，热失控最高温度600℃，LFP单体热失控存在电芯内部的热蔓延特征，热失控内传递时间约为1.5 min;LFP电池模组燃烧呈间歇喷射特征，且火焰传播速度逐步加快，模组最大热释放速率为260 kW，最大烟气生长速率为1.4 m²/s。LFP电池模组着火的点火能主要来自外部电压采样线因高热导致绝缘层失效后短路产生的电火花，且电芯连续热失控更易引发采样线短路，在动力电池系统设计时应尤其注意电压采集线路布置位置、绝缘层失效温度等关键参数。