近日，我院安全工程博士研究生彭荣琦在锂离子电池热失控建模研究方面取得重要进展，相关研究文章《热失控传播中电池包到储能舱排气行为的跨尺度耦合建模研究》（Multiscale modeling of venting behavior during thermal runaway propagation from battery module to energy storage container）发表在《Process Safety and Environmental Protection》，并被期刊主编选为2026年3月卷册的编辑推荐论文。《Process Safety and Environmental Protection》是过程安全领域国际知名期刊，目前影响因子为7.8，位列中科院SCI二区TOP。论文第一作者为博士研究生彭荣琦，通讯作者为孔得朋教授、青年教师王功全，中国石油大学（华东）为第一署名单位和唯一通讯单位，该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助支持。
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在可再生能源快速发展的背景下，以磷酸铁锂（LiFePO4, LFP）电池为代表的锂离子电池，已被广泛应用于大规模储能系统。然而，在电、热及机械滥用工况下，电池极易触发热失控，引发不可逆化学反应并释放大量热量，同时产生氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体。实际应用中，电池单体多呈紧密排布，并被封装于密闭电池包内。热失控生成的高温气体，不仅会通过对流换热、沉积热等方式加速模组内其他电池的热失控传播；当其经压力平衡阀排入储能舱后，还会在有限空间内扩散积聚，带来极高的燃烧与爆炸风险。
现有数值模拟研究大多仅聚焦模组内部由接触传热主导的热失控传播过程，鲜有考虑排气效应对其的影响；而在储能舱尺度，研究更偏向单独分析舱内气体扩散过程，尚未形成可同时涵盖从电池包单体排气到舱内燃爆风险的整体动态评估方法。针对上述研究不足，本研究提出一种统一的多尺度仿真框架，以弥补该领域的研究空白。
本研究构建的跨尺度耦合建模框架，涵盖了从单体电池尺度到储能舱尺度的三个层级，实现了从电池单体产气、模组内排气传热到储能舱内气体扩散的全流程动态评估。研究结果表明，封装电池包内热失控排气对模组内热失控传播存在约16%的显著预热贡献；模组中心位置触发热失控，会引发更剧烈的传播行为与压力安全阀的剧烈排气，而气凝胶隔热层可有效阻断热失控传播。此外，舱内电池包出现故障后的高度，对储能舱局部区域的燃爆风险具有关键影响。本研究可为大规模储能系统的安全设计与风险防控提供参考。
储能系统中不同层级结构示意
论文获取：DOI: https://doi.org/10.1016/j.etran.2025.100492
