电动汽车因其节能环保的优点而受到众多汽车企业和研究机构的关注,锂离子电池在电动车辆中被广泛用作动力源。这些高功率的移动电池组可能会暴露在各种极端环境中。由碰撞或其他极端情况引起的外力有可能导致电池局部损坏或内部短路,并带来严重后果,如产生烟雾或电池组燃烧。因此,电动车辆安全的各种工作环境和机械负载条件下的电池性能非常重要。本文以电动汽车常用的18650电池为对象,探究了在其工作过程中,不同环境温度与放电状态对有钢芯与无钢芯两种不同18650电池机械性能的影响,主要成果如下:1.对无钢芯的18650电池进行了电学性能测试,结果表明:在1.2A、2.4A和3.6A的电流下,电池的稳定性与循环性都较好,温度在放电时升高,充电时下降,且温升大小与电流成正比。2.针对环境温度与工作电流两个参数对无钢芯电池进行了平板压缩试验,结果表明:工作电流对于无钢芯电池试验结果无明显影响,温度的升高导致电池短路位置的前移与峰值力的降低,且温度与短路位置、峰值力呈指数函数关系。基于材料特性,建立电池均质化有限元模型,仿真结果表明:电池的短路是加载后期内卷芯的破裂引起,而内卷芯的破裂是加载过程中卷芯内部集中应力导致的。3.不同温度、放电倍率下的三点弯曲试验结果表明:工作电流对于无钢芯电池弯曲试验结果无明显影响,温度的升高导致电池峰值力的降低及峰值点位移的增大,且温度与峰值点位移、峰值力呈一次函数关系。有限元仿真结果表明,无钢芯基于应力失效:平行于电池长度方向的拉应力将导致电池机械失效,但不导致内短路;而内短路是加载方向上的高水平压应力引起。4.采用不同温度对有钢芯18650电池进行了平板压缩和三点弯曲试验,结果表明:压缩时温度对电池机械性能与短路行为无影响,弯曲时温度与曲线峰值力呈反比;有钢芯电池压缩工况中的力值远高于无芯电池,弯曲工况中力值类似,钢芯在压缩过程中通过支撑作用提高了电池的完整性。