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不同诱发条件下NCM三元锂离子电池热失控和燃烧特性被引量：3: 2022年; 目的研究不同诱发条件下三元锂离子电池热失控和燃烧特性,科学认识海洋工程和装备领域储能电池的安全性,为海洋工程的消防安全设计提供理论依据。方法模拟三元锂离子电池机械滥用和热滥用场景,分别用针刺和加热方式触发锂电池热失控,对不同带电状态(0%、25%、50%、75%、100%SOC值)的锂离子电池热失控过程中温度、电压、质量损失进行测量,对热失控后的电池进行拆解,并分析极片残余物的宏观和微观变化特征。结果随着电池SOC值的增加,热失控反应强度增加,电池表面最高温度、温升速率和质量损失率均增大。针刺和加热触发电池热失控后极卷形态变化特征不同,分别呈“贝壳”和“月牙”形状。极片残余物的热重分析表明,50%SOC值和100%SOC值电池在针刺和加热后,极片残余物氧化分解后的质量损失比例分别为36.73%、18.75%和38.28%、30.38%。结论三元锂离子电池的热失控行为随电池SOC值和诱发条件的改变而变化,高SOC值时,电池热失控反应更剧烈。一定条件下,针刺比加热更易触发电池热失控,而加热触发的热失控反应速率更快。热失控后的极卷形状变化和残余物热重分析可为火灾原因调查提供证据。; 牛慧昌伍靖怡李钊李磊江赛华姬丹; 关键词：热失控 SOC 针刺

制动工况下不同滑移率轮胎胎面的磨耗行为研究被引量：10: 2021年; 以185/75R14电动汽车半钢子午线轮胎为研究对象,分别建立含纵沟花纹和含复杂花纹轮胎的有限元模型。利用磨耗后处理法的数值求解策略,研究在制动工况下滑移率对轮胎胎面磨耗行为的影响。结果表明,在相同的行驶速度下,制动轮胎胎面的磨耗速率随着滑移率的增大而剧烈增大,含复杂花纹轮胎胎面出现了纵向和侧向的不均匀磨耗,其胎面的磨耗速率明显大于含纵沟花纹轮胎胎面。; 王洁李钊李子然; 关键词：胎面制动工况滑移率

轮胎胶料压延过程数值模拟被引量：2: 2019年; 为研究轮胎胶料压延过程中的流动和变形,本文建立了胶料压延过程的二维有限元模型,分别采用Bird-Carreau (BC)模型和五模态Phan-Thien-Tanner(PTT)模型对胶料的纯黏性和黏弹性行为进行了表征.提出了根据流场分布差异来确定黏弹性流体压延分离点的方法,即假设不同分离点位置进行计算,当假设分离点处的速度矢量与压延方向(水平方向)一致时,该点即为实际分离点.利用Polyflow软件对压延过程进行了数值模拟,在此基础上进一步研究了辊筒转速对胶料厚度比的影响.结果表明:采用五模态PTT模型获得的胶料厚度比与实际测量值基本吻合,而采用BC模型的计算值则差异较大,这一方面表明了本文数值模型的有效性,另一方面也表明了压延过程模拟必须计及胶料的弹性;胶料厚度比在低辊速下随着辊速增加而迅速增大,在较高辊速时则趋于稳定,这也与现场实测结果一致.; 孙晓惠李钊李钊; 关键词：压延胶料数值模拟

基于三维分层结构的锂离子电池电化学-热耦合仿真及极耳优化被引量：4: 2020年; 本文研究采用基于三维分层结构的锂离子电池电化学-热耦合模型,分析方形电池最小单元的温度场及电流场特性,并优化极耳尺寸。恒流放电工况实验及仿真结果对比显示,模型在0.5 C、1 C及2 C倍率放电时的温度及电压曲线均与实验吻合良好,说明该模型可用于分析电池的电化学特性及热特性。研究发现随着放电倍率的增大,放电终止时刻电池最大温升以凸型曲线的趋势升高,2 C倍率放电时高达33.83℃;自身最大温差以凹型曲线的趋势增大,2 C倍率放电时为1.6645℃;垂直于隔膜方向的平均电流密度及电流密度分布的最大差值呈线性增长,2 C倍率放电终止时分别为43.62 A/m^2及2 A/m^2。进一步研究发现电池最大温升及最大温差与负极耳和正极耳的电阻比Sc显著相关,最优的Sc值被认为在0.875附近。当Sc<0.875时,电池最大温升及最大温差分别以1.52℃/Sc及5.2℃/Sc的速率快速下降;当Sc>0.875时,电池最大温升以0.2021℃/Sc的缓慢速率下降,最大温差以0.1934℃/Sc的速率缓慢上升。另外垂直于隔膜方向的平均离子电流密度及电流密度差值受Sc值的影响较小。; 陈才星牛慧昌陆瑞强李钊李磊黄鑫炎; 关键词：锂离子电池仿真

基于非标准电滥用工况的锂离子电池温度场数值模拟: 2018年; 针对现行规范中只考虑车用锂离子动力电池以1C倍率电滥用的问题,提出基于非标准工况的长时间及高倍率电滥用测试策略,并应用于方形锂离子电池温度场数值模拟,分析其在电滥用条件下的温度变化与分布。结果表明,在方形电池底面绝热的情况下,温度最高点位于底面中心,最低点一开始在负极极耳,后转移至近负极的角点。随着时间增加,电池温升速率和最大温差增加速率逐步减小。相对于标准1C电滥用工况,文章所提出的非标准电滥用工况对于快速发展的高性能锂离子电池安全性要求具有较强的适应性。; 李钊陈才星郭林生牛慧昌; 关键词：锂离子电池数值模拟

环氧树脂板对锂离子电池热失控扩展的阻隔作用被引量：12: 2019年; 动力电池热失控扩展阻隔是抑制大规模电池火灾的重要途径。本文采用环氧树脂板(ERB)阻隔锂离子电池的热失控扩展,分析不同厚度ERB对串联及并联模组的热失控阻隔作用。结果表明,ERB可降低热失控电池模组的最高温度,减轻电池热失控剧烈程度,避免喷射火焰的产生;对于并联的电池模组,采用2 mm ERB的锂电池模组的电池间热失控扩展平均时间间隔为198s,为无ERB时的2.29倍,采用4mmERB时平均时间间隔延长至无ERB时的5.57倍;对于串联的电池模组,采用2 mm ERB时电池热失控扩展平均时间间隔延长至无ERB锂电池模组的2.09倍,采用4 mm ERB时可完全阻止热失控扩展;研究发现并联的电池模组相对于串联模组更容易扩展,其原因为并联模组单个电池热失控时会形成电回路并产生焦耳热。; 陈才星牛慧昌李钊李磊莫善军黄鑫炎; 关键词：锂离子电池热失控

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李钊