新能源汽车已经在世界范围内得到认可和推广,但新能源汽车用动力锂离子电池热失控及失火带来的安全隐患仍是企业和科研单位面临的重大难题。本文以三元软包电池(NCM,Li Ni0.5Co0.3Mn0.2O2)和磷酸铁锂软包电池（LFP,Li Fe PO4）为研究对象,在外部热源触发热失控条件下,探究两种单体电池及电池模组的热失控特性和失火规律,为后续灭火研究提供必要的数据和参考。然后建立电池包失火模型,分析电池包内热失控扩散及火焰传播过程。选取细水雾为灭火剂,建立电池包灭火模型,通过细水雾参数优化和喷嘴布置优化对灭火性能进行深入研究,确定最优的灭火方案。首先,进行软包电池的外加热失火实验,研究发现软包锂离子电池的整个加热失火过程可划分为4个阶段:排烟阶段、爆燃阶段、稳定燃烧阶段和微弱燃烧阶段。对比不同荷电状态下三元电池和磷酸铁锂电池的热失控实验结果,发现磷酸铁锂电池燃烧时间较长,但内短路时间点较晚,磷酸铁锂电池在热失控期间的温度始终低于三元电池。随后,对三元电池分别进行了不同加热距离和不同加热角度的实验,结果发现加热板与电池的距离越近,电池热失控越剧烈,内短路时间点越早,火焰最高温度越高,燃烧起止时间点越早,最高温度变化率越大,但是最大电压变化率越低,质量损失越小。当加热板与电池之间的水平面夹角呈45度时,电池热失控最剧烈,内短路时间点最早,火焰最高温度最高,燃烧起止时间点最早,最大温度变化率最高,最大电压变化率最高,质量损失最大。在模组加热实验中发现,模组中被加热的电池内短路时间点滞后于相同条件下单体,同样,热失控起始时间点也滞后于同样条件下单体,但前者所能达到的最高温度要明显高于后者。基于单体电池加热失火实验结果,建立了电池包的失火仿真模型。研究发现,在电池包失火过程中,25 s时中心处的模组率先发生爆燃,75 s时,相邻模组温度已经明显升高,90 s左右,相邻模组开始燃爆,火焰迅速蔓延,在250 s～300 s之间,电池包燃烧最剧烈,电池包与电池箱温度达到最大值。在电池包失火基础上,搭建了细水雾灭火模型,研究表明细水雾能够显著抑制失控电池温度,并且电池包复燃后的最高温度明显降低。其中,细水雾对中心模组的温度抑制作用最明显,最高温度从788.356℃下降至278.458℃,下降了64.68%。其次,通过细水雾灭火模型开展了灭火策略的优化仿真研究。研究发现,随着雾滴粒径的增大,灭火效果逐渐减弱。随着喷雾流量的增加,喷雾初速度的降低,灭火效果逐渐增强。只有当喷雾流量高于2 L/min时,才能使灭火效果显著提升。随着喷嘴高度的降低,喷嘴数量的增加,灭火效果逐渐增强。并且喷头数量只有达到3个后电池箱温度和中心模组温度才能得到有效控制。电池包复燃后的最高温度与喷嘴角度之间未表现出明显规律,当喷嘴正对中心模组中心位置时,灭火效果最佳。最后,进行了喷雾触发时间点和喷雾时长的优化研究。发现喷雾时间点分别为24 s、45 s和75 s时,尽管电池包的温降时间点与复燃时间点略有差异,但复燃后电池包的温度变化趋势基本一致。此外,喷雾时长对电池箱平均温度的影响较小,但对于中心模组温度而言,随着喷雾时长的增加,温度抑制效果逐渐增强。可见只有喷雾时长大于655 s,灭火效果才能显著提升。