大型磷酸铁锂电池在通风隧道中的热失控实验分析与安全评估

大尺寸磷酸铁锂电池在通风隧道中的热失控行为可能引发新的火灾风险和潜在爆炸，但目前该领域研究尚不充分。本文通过在具有不同通风速度的隧道中对大尺寸磷酸铁锂电池开展系列实验，对比分析了不同阶段的热失控行为与烟气温度分布。结果表明，通风条件对隧道中大尺寸电池各热失控阶段的影响存在显著差异。对于86 Ah电池，第二阶段的质量损失率、热释放率、火焰长度及喷射气体流速均随通风速率呈先升后降趋势；而第三阶段（86 Ah电池）及第二+三阶段（100 Ah电池）中，上述所有参数在通风速率0 m/s至2.0 m/s范围内均呈现单调递增特性。86 Ah电池第三阶段的各参数值均高于第二阶段。此外，电池表面平均温升速率与热失控传播速度亦随通风速率增大而提升。基于上述关键参数构建了危害评估评分体系。三类危害指标的评分均随通风强度增加而上升，当通风速率达2.0 m/s时，总风险评分普遍超过1.4，属于极高风险等级。同时，通过喷射气体流速估算弗劳德数，进而建立了电池火灾火焰长度的预测模型。最大烟气温度抬升距离随通风风速增大而增加，但烟气逆流长度与通风风速呈相反变化趋势。本文提出了隧道大尺寸电池火灾的纵向烟气温度模型，其下游衰减系数对通风不敏感，而上游衰减系数则随通风风速线性增加。