大容量磷酸鐵鋰動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的理想儲(chǔ)能裝置，但存在高產(chǎn)熱速率和放電不均勻等問(wèn)題，這些安全問(wèn)題亟待解決。電池的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、產(chǎn)熱機(jī)制以及電熱耦合特性是熱管理研究的關(guān)鍵。研究電池放電過(guò)程中反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，以及它們與溫度場(chǎng)、電場(chǎng)之間的相互作用，對(duì)提高電池安全性能和實(shí)現(xiàn)內(nèi)部溫度均勻性至關(guān)重要。本研究建立了磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的電化學(xué)-熱耦合模型，該模型整合了質(zhì)量守恒、電荷守恒和能量守恒原理，并包含了電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。通過(guò)該模型，我們研究了電池在恒流放電過(guò)程中的溫度場(chǎng)和生熱速率，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的合理性。研究結(jié)果表明，在低倍率放電時(shí)，可逆生熱速率占總生熱速率的比例較高；而在高倍率放電時(shí)，歐姆熱生熱速率占據(jù)主導(dǎo)地位。在大電流放電條件下，由于產(chǎn)熱速率較高，必須采用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。在鋰離子動(dòng)力電池放電過(guò)程中，電勢(shì)分布和電化學(xué)反應(yīng)速度分布對(duì)電池的產(chǎn)熱特性有顯著影響。我們建立了38120型圓柱形磷酸鐵鋰電池的二維軸截面模型，該模型采用了鋰離子濃度和溫度的相關(guān)性參數(shù)，并考慮了正、負(fù)集流體的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的一致性。我們還分析了集流體內(nèi)電勢(shì)分布對(duì)反應(yīng)速度分布、產(chǎn)熱速率分布和溫度分布的影響，并闡釋了單體電池的放電機(jī)理。單體電池電芯內(nèi)部由多個(gè)電化學(xué)電芯單元組成，這些單元的電化學(xué)特性和熱行為對(duì)電池性能有重大影響。為了研究電芯單元與單體電池之間的相互作用，我們建立了LP2770120型方形磷酸鐵鋰電池的三維電芯模型，該模型考慮了方形電池正、負(fù)極耳的作用。模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致性良好。通過(guò)引入一維電芯單元參數(shù)，我們分析了三維方形電芯中一維電芯單元的工作機(jī)制。此外，我們還引入了電池放電均勻性指數(shù)，分析了放電倍率和極耳位置對(duì)電池放電均勻性的影響。