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作品名称：预防锂电池热失控创新设计
学校名称：广东科技学院
参赛队伍：电池安全护卫队
队伍编号：225144
参赛学生：林靖峰叶伊萍钟金莹余雅妮
指导老师：孟雨王茹霞
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

在当前新能源车辆、无人机技术等领域快速发展的背景下，锂电池作为核心动力来源，其安全性问题日益凸显。由于外力挤压、过充过放、长期使用老化等因素引发的锂电池热失控，可能导致火灾甚至爆炸，严重威胁人民生命与财产安全。为应对这一挑战，我们设计了一套面向锂电池热失控的智能综合防控系统。该系统采用多层架构设计，集成了高灵敏度传感监测、高效散热、快速灭火与可控泄压等多重功能，结构紧凑、高度模块化，便于在不同应用场景中快速安装与后期维护。

在系统中，构建了“智能感知-结构防护-主动抑制”协同架构，通过多源信息融合与一体化设计，在热失控前、中、后三阶段进行精准干预，系统性提升安全与可靠性。核心技术原理如下：
智能感知与预警层：本层通过多源传感器网络实时监测电池温度、电压、压力、形变及CO等特征气体，并利用智能算法进行数据融合与趋势预测。借此精准识别内短路、析锂等故障的早期特征，实现从事后报警到事前预警的根本转变，为后续防护争取关键时间。
结构与散热防护层：本层采用仿生蜂窝复合结构，兼具轻量化、高强度和抗冲击性能。其一体化集成的高性能石蜡基PCM相变冷却材料，在正常工作时作为“热缓冲器”储热；在温度异常时则通过相变吸热主动抑制温升，显著延迟热失控发生。
主动抑制与泄压层：当热失控不可避免时，系统立即启动毫秒级响应：通过定向喷淋全氟己酮灭火剂冷却遏制热量扩散，同时实现快速窒息灭火，并利用定向泄压通道将内部高压及喷射物导向安全区域，从而避免电池包爆裂，保障安全。

本系统创新性在于“材料-结构-算法-机制”四位一体：通过相变材料与蜂窝结构集成实现高效热缓冲；融合多源数据构建智能预警算法，实现从事后报警到事前预警的转变；建立分级响应机制，集成专用灭火剂精准抑爆。方案可行性高，直面市场安全刚需，技术组件成熟可靠。采用模块化设计便于产业化集成，形成从感知到抑制的完整安全闭环，严格遵循功能安全及相关国家标准，具备快速落地潜力。