动力锂离子电池系统外短路安全研究

＊陈昶 张文忠 邢学彬 王占国 李茂

（1.中车长春轨道客车股份有限公司 吉林 130062 2.北京交通大学 电气工程学院 北京 100044）

1.研究背景

近年来，随着环境污染和能源紧缺等问题的加剧，国家以在“十三五”规划中明确表示重点发展新能源产业，电动汽车产业也随之迅速发展。与此同时，由电池热失控引发的电动汽车起火、爆炸等事故也相继发生。自2014年起，就接连发生电动汽车着火事故。数据统计，电动汽车起火的三大原因是电池自燃、充电和汽车碰撞，而这些起因大多是由电池的内部短路和外部短路引发的。目前，研究人员集中研究电池内部短路，然而作为电池安全风险重要部分的外短路（ESC）研究较少。因此，研究外短路对锂离子动力电池应用安全的影响至关重要。

本文将通过文献调研，简要阐述外短路研究现状，并根据现有的研究空白，提出了一种通过对电池系统进行层级划分，从而实现对电池系统熔断保护的递归分析方法。

2.外短路研究现状

(1)外短路特性

为了得到外部短路对锂离子电池安全的影响，许多研究人员对锂离子电池进行了短路实验。实验发现当电池外短路后，电流在短时间内就达到最大值，并随着时间的推移逐渐减小；电压保持恒定直至突变为0V；电池表面温度不断上升。Z.Chen等[1]对不同SOC状态和环境温度下的电池进行外短路滥用测试，将电池电流逐渐减小的过程定义为连续大电流（CHC）平台，同时发现，当电池未发生泄漏，CHC阶段的持续时间随着荷电状态的降低和环境温度的降低变长。……