通过对车载锂离子电池热失控起火、爆炸安全性国内外的研究分析与总结,针对当前关于车载锂离子动力电池爆炸行为研究工作的薄弱现状,提出本文研究内容,即旨在基于爆炸力学理论建立车载锂离子电池组数值分析逻辑体系,并形成科学、合理的计算模型。车载锂离子动力电池组在热失控起火、爆炸条件下产生高温高压,释放大量的热量,并伴有气态产物生成,这一行为特征完全符合“炸药”爆炸现象,而车载锂电池组的电芯是主要的含能材料,因此可以把车载锂电池组的电芯等效为一个新型“炸药”,通过能量匹配的方法将单个车载锂离子电池组的电芯等效为同等当量的TNT炸药,并利用爆炸冲击理论计算出等效后的车载锂电池组电芯的爆炸速度,由此为下文模拟仿真提供数据支持;接下来基于应力波阻抗匹配理论,对车载锂电池组爆炸模拟结果进行分析。利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了车载锂离子动力电池组爆炸模型并计算。仿真结果表明,车载锂离子动力电池组爆炸后在爆炸冲击波和爆炸气体的作用下产生高速高压,产生的爆炸产物伴有明显的“四处飞溅”现象,并对车上的人员与结构产生负面影响。由于车载锂电池组各层结构的波阻抗与应力波理论中散布液体飞散装置的波阻抗相似,当波阻抗匹配不恰当,爆炸产物的飞散效果将会加强,表现为飞散产物的速度和飞散半径都显著增加,根据国标GB/T18384.1-2015的要求,应避免个别电池组爆炸行为引起的“四处飞溅”现象,因此要对车载锂离子动力电池组结构与材料进行改进。建立改进后车载锂离子电池组爆炸模型,使各层结构波阻抗匹配恰当,并对其进行模拟仿真。仿真结果表明改进后锂电池爆炸产物伴随的压力和速度峰值下降明显,爆炸产物的“四处飞溅”行为得到有效控制。通过对车载锂离子动力电池组数值模拟研究,得出锂电池组各层结构波阻抗是影响其爆炸行为的重要因素,且当各层结构波阻抗匹配恰当将会显著减弱锂电池组爆炸产物的飞散效果,降低爆炸产物对车上人员、结构的负面影响,提高锂电池组的安全性,为锂电池设计人员提供理论参考。