随着新能源汽车的逐渐普及,关于其起火事故的报道屡见不鲜。过充电是事故主要诱发原因之一,具有发生突然、无明显征兆且火势蔓延难以阻止的特点。因此本文研究了软包锂离子电池过充电后安全性变化的规律,并从主动和被动两个方面分别对热失控防护进行研究,分别构建出了电池热失控预警系统,并利用气凝胶材料对阻止过充电引发热失控在电池组内的蔓延进行了探索。在4.6V、4.8V、5.0V截止电压下进行过充电实验。对循环后电池进行基本性能测试发现,单次循环后电池容量略有增加,内阻略有减小,多次循环后容量衰减,内阻增大,容量和内阻的变化程度与循环次数和过充截止电压有关。对循环后电池进行使用性能测试发现,过充后电池比正常电池放电时间减少、电池温度分布不均匀性增加并且温升增加最多可达4℃,使用时安全隐患增加。对电池以5种倍率进行过充热失控实验,并验证了可重复性。实验中电池会经历膨胀、破裂、排气、热失控的过程;电压会经历五个阶段,但第四阶段电压突升现象并不常见;温度加速升高,电池表面最高温度位置及表面温差不断变化。不同倍率实验中,充电倍率增加,电池热失控时间变短,热失控时SOC值减小;电池临界、平台温度增加,热失控温度则在90℃至100℃间波动;得到了电池的临界、平台、峰值电压随倍率线性增大的规律及关系式;热失控后电池质量损失增大,说明热失控剧烈程度增加。通过热失控实验数据得出以电压、温度和温差为主要参量的热失控阶段判断表达式,由此设计了过充电热失控三级预警模型并用Simulink进行了实现和验证。以1.5C验证结果为例,模型可在过充电后60s发出一级预警,1250s发出三级预警,比热失控分别提前207s和1397s,能够满足国标在发生事故5min前发出警告的要求。进行了过充电引发的热失控传播与阻断实验。通过对热失控传播实验过程的分析,得到了热失控在模组中线性传播,传播速度逐渐加快但热失控剧烈程度降低,电压特征变化突然的特点。热失控阻断实验表明,气凝胶类的阻燃材料可以完全阻断热失控在电池模组中的传播,热失控电池相邻电池的温度下降最大为84.52%、最小为81.17%,同时可以大幅降低传播过程中温升速率并延缓其温度升高。