校企合作毕业设计

多维度信息锂离子电池热安全诊断技术开发

能源与动力工程

资助企业: 浙江浙仪应用研究院有限公司

企业导师: 邱文泽

指导教师: 张武高

项目成员: 孔祥昊 郭周航 石贤杰

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项目简介

项目概述

本项目聚焦锂离子电池热失控的安全诊断问题,提出一种基于多维信号融合的检测方案。研究包括三部分:实验平台采集温度、压力、电信号及力学响应;基于 COMSOL 建立热-电耦合及力学响应仿真模型并与实验对比验证;结合化学反应动力学模拟,确定热失控气体的可燃极限,分析其爆炸特性演变规律。项目旨在揭示各类信号与热失控状态的内在联系,为锂电池在极端条件下的风险识别与安全设计提供理论支持与技术基础。


项目目标

1.搭建锂电池热失控多维信号采集平台,采集力学、电化学与气体特性信号,提取关键特征用于热失控阶段识别和预警模型开发。

2.基于 COMSOL 建立热-电耦合及力学信号模型,模拟各类信号演变过程,分析其物理机制,并通过实验验证模型的准确性与适应性。

3.综合实验与仿真结果,总结信号演化规律及其与热失控状态的内在关联,明确研究亮点与难点,撰写完整论文。


项目成果

本项目围绕锂离子电池热失控展开多维度研究。系统地梳理热失控诱因,利用热失控模拟平台对多种滥用模式下做了触发锂电池热失控的实验,测量并分析了温度、压力、电压、冲击力等多维度信号,同时结合气相色谱与传感器技术分析热释放气体,并基于层流火焰速度仿真计算可燃极限,探究惰性气体对电池热释放气体可燃极限的影响。基于COMSOL构建了热膨胀与气体喷射模型和热-电耦合模型,精细模拟了热失控过程中的温度场、热应力及喷射流场,揭示结构响应规律。模拟电化学反应速率与热行为,并通过热滥用模式下触发电池热失控的实验实验验证仿真准确性。三者协同,为锂电池热失控的机理解析与安全诊断提供理论支撑与工程依据。


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