熱暴走 — CAE用語解説

その通り。リチウムイオン電池では、内部短絡や過充電で局所的に温度が上がると、電解液の分解反応が始まって自己発熱する。その発熱がさらに温度を上げ、反応が加速する正のフィードバックループに入る。これが熱暴走で、最悪の場合300℃以上に達して発火や爆発に至る。

通常の動作状態では発熱量$Q$と冷却量が均衡して温度が安定する。でも発熱が指数関数的に増加する化学反応（アレニウス則で$\exp(-E_a/RT)$に従う）が起きると、冷却能力を超える速度で温度が上昇する。冷却量はせいぜい温度差に比例する線形増加だから追いつけないんだ。

できるよ。熱伝導方程式の発熱項$Q$に化学反応モデルを組み込む。

バッテリーの場合、$Q$を温度の関数（アレニウス型）として定義し、1セルが熱暴走したときの隣接セルへの熱伝播（thermal propagation）をシミュレーションする。セル間に断熱材を挟んだり冷却プレートの設計を変えたりして、伝播を防ぐ設計をCAEで検討するんだ。

パワー半導体でも起きる。MOSFET等はON抵抗が温度上昇とともに増加するから、電流が集中した部分の発熱が増え、さらに温度が上がるという悪循環が起こる。電子冷却設計ではこの臨界点を超えない設計マージンを確保することが安全上不可欠だよ。

• 電子冷却 — 熱暴走を防ぐための冷却設計が最重要
• バッテリー — リチウムイオン電池の熱暴走はEV安全規格（UN38.3等）の対象
• 安全性 — 熱暴走の伝播防止はバッテリーパック設計の最大課題

まさにその「防止」と「伝播防止」の二重防御が現代のバッテリー設計の柱だ。CAEではトリガー条件を変えて複数のシナリオをシミュレーションし、最悪ケースでも隣接セルに燃え広がらないことを確認する。実験で再現するのは危険だからこそ、シミュレーションの重要性が高い分野だよ。