机械工程学报

作者：李红刚, 张超, 曹俊超, 周典, 张美合

单位：1. 西北工业大学航空学院 西安 710072;2. 西北工业大学民航学院 太仓 215400

关键词：锂离子电池,碰撞安全,机械滥用,数值仿真,多场耦合；

基金：国家自然科学基金资助项目（51706187）。

锂离子电池以优异的电化学储能和循环性能，已成为电动汽车和电动飞机等新能源装备的主要动力源。然而，其受外部冲击、碰撞等载荷导致的结构失效、内短路、热失控以及起火/爆炸等安全问题，严重制约了其进一步的发展与应用。详细总结了锂离子电池结构特性和电池机械滥用试验方法，阐述了锂离子电池在机械滥用下从力学失效到内短路和热失控的多场耦合失效机理。在此基础上，系统地综述了近年来国内外学者在锂离子电池碰撞安全仿真方法方面的研究进展，从材料本构建模、电池单体的力学建模与仿真、多场耦合仿真方法等方面总结了仿真方法的研究现状。梳理了各类仿真方法的特点、适用性与局限性，并重点讨论建模方法、仿真精度和效率等关键问题。最后，对锂离子电池碰撞安全仿真方法存在的瓶颈问题和未来的发展趋势进行展望。可为锂离子电池的碰撞失效机理研究、建模仿真和安全设计提供系统的参考与指导。

来源：2022年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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