随着电动汽车的普及,人们对于它的关注度也越来越高。虽然电能是一种清洁高效,取之不尽用之不竭的能源,但是作为电能的载体——电池,却存在很多安全缺陷。毫无疑问,电能作为一种理想的能源,必将取代传统化石能源。而安全性是汽车的基本需求,行业从业者更应该作为研究的重点。本文从电池内部微观结构入手,研究探讨其易燃易爆的本质。其中机械诱因所导致的电池结构受损,正负电极短路引起内部温度急剧升高,最终致使电池自燃是大部分事故的根本原因。因此在电动汽车安全性能开发过程中分析电池受到的损伤,评估电池单体的损伤容限,以在实际工程应用中指导相关设计是我们需要解决的难题。电池是一种层状“三明治”结构,首先利用局部压溃试验,对电池单体的结构破坏机制有了新的认识,得到了损伤阈值的初步定义。为了在工程应用中实现对设计的指导,采用有限元法建立包含电池单体在内所有结构组件真实尺寸的精细化模型。通过拆解电池单体,对所有材料的基本物理参数进行测量,并设计力学性能实验,研究材料的本构关系,制作用于仿真模型的材料卡片。经过反复测试,开发了一套切实可行的建模方案,并且利用了两种电池单体的局部侵入试验进行验证校核。仿真结果表明与试验数据有很高的一致性,可以实现对电池热失控风险的有效研判。最后在实际应用中,利用电池单体的精细化有限元模型分析了某型插电式混合动力汽车锂离子电池包的安全性是否满足法规要求。然后选择电池包防护能力最差的底部,在设定的一种异物侵入情景下,评估对电池造成的损伤及热失控风险。并设计了三种夹芯防护结构,对比分析其防护性能以降低异物侵入量避免电池发生内短路,展现了这套方案对于电动汽车安全性能开发所带来的具体意义。