[发明专利]确定电池热扩散阻断用材料厚度及导热系数边界值的方法

权利要求书

1.一种确定电池热扩散阻断用材料厚度和导热系数边界值的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S100，通过试验获取电池单体的材料属性参数、电池单体绝热热失控温度-时间变化试验数据和模组热扩散过程中两两电池单体之间与隔热板接触面中心位置的的温度数据；

步骤S200，针对所述电池模组搭建三维几何模型，将所述三维几何模型导入AnsysFluent Meshing中，根据所述三维几何模型设置网格参数，划分面网络，继而生成体网络；

步骤S300，切换至Ansys Fluent求解模式，进行物理模型设置，将所述电池单体绝热热失控温度-时间变化试验数据拟合，得到电池单体热失控反应动力学方程相关参数，并赋予各电池单体热失控模型；对体网格不同区域设置对应的材料属性参数；对加热板设置产热功率及产热时间；对与环境直接接触的表面设置环境边界条件；

步骤S400，运行仿真计算，监视两两电池单体之间与隔热板接触面中心位置的温度值，并将所述温度值与所述试验获取的电池模组不同位置的温度数据对比，验证仿真模型的有效性和准确性；

步骤S500，基于通过验证的仿真模型，在Ansys Fluent中将隔热材料的导热系数设置为Input Parameter，对每块单体表征热失控反应过程的参数α均设置为OutputParameter；

步骤S600，在Ansys Workbench中，加载Fluent版块，导入已设置的所述Input和OutputParameter的仿真模型，根据需要建立多个Design Point，修改每个Design Point中的Input Parameter的具体数值，对应隔热板材料选取一定范围内的不同的导热系数值；

步骤S700，自动批量求解全部Design Point，并根据每个Design Point中的OutputParameter值判定各单体是否发生热失控，继而可以确定能够阻断热扩散的导热系数的边界值；

步骤S800，改变隔热板的厚度，重复步骤S200-S700，获得不同厚度下能够阻断热扩散的隔热板对应的导热系数边界值，特别的，对于步骤S300，无需重复拟合所述电池单体绝热热失控温度-时间变化试验数据，将已获得的电池单体热失控反应动力学方程相关参数直接赋予各电池单体热失控模型即可，对于步骤S400，无需重复验证仿真模型有效性和准确性；依次获得能够阻断电池模组发生热扩散所需要隔热材料的厚度和导热系数边界值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料属性参数包括电池单体整体的密度、比热容、导热系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用排水法测试得到电池体积，采用称重法得到重量，根据电池体积和重量获得材料属性参数密度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池单体整体的比热容通过绝热量热法获得，即在绝热量热仪创造的绝热环境中，采用以固定加热功率的电加热片加热电池使其温升，通过能量守恒定律获得其比热容变化。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池单体整体的导热系数通过瞬态平面热源法获得。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池单体整体的绝热热失控温度-时间变化试验数据为通过加速量热仪中对电池单体开展绝热热失控试验获得。

7.根据权利要求1-6所述的方法，其特征在于，所述三维几何模型包括电池单体的电芯整体、正极耳、负极耳、隔热板、加热板和卡具。