手機電池爆炸!如何利用仿真提高電池安全性
繼三星智能手機GalaxyNote7因鋰電池故障爆炸召回的消息,引發(fā)了消費者的廣泛關注之后,近日,iPhone8爆炸的新聞,又引起了大眾對于電池的安全問題的關注。
小小的手機都會爆炸,動輒搭載幾百公斤動力鋰電池的電動汽車還安全嗎?
沒有安全就沒有電動汽車的未來
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2015年底,我國電動汽車事故率達到0.17%,7zhuan.cn高出世界平均水平一倍多。伴隨著車輛、電池及線束的老化,電動汽車安全風險正進一步增大。
“不管由什么引起,電動汽車安全事故的主要表現(xiàn)是電池熱失控?!敝袊妱悠嚢偃藭?zhí)行副理事長歐陽明高說,首先是單體電芯熱失控,其間的發(fā)熱量可以使電池的溫度升高400—1000攝氏度;接著熱失控會在電池模組中像放鞭炮一樣迅速擴展,車輛冒煙、起火甚至爆燃。
確保電動汽車安全,汽車制造企業(yè)責無旁貸。其中,科學的安全理念、嚴謹?shù)拈_發(fā)流程、必不可少。因此,電動汽車研發(fā)過程中的熱仿真分析就至關重要。
通過對電池散熱過程的熱仿真分析,可以預測電池溫度在放電過程中的變化趨勢,檢驗電池包的散熱性能,為電池箱的設計提供理論依據(jù)。
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本篇,有限元科技小編就為大家分享一個電池包熱仿真分析的案例。
分析中采用的前提和假設:
導熱率設置:
電芯導熱界面設置
注:材料的導熱率設定,如果是單一材料部件,如外殼等,根據(jù)部件所使用的實際材料的導熱率給定;如果是復合材料部件或多種材料組合的部件,而在3D模型中是通過簡化模型繪制的,7zhuan.cn則材料導熱率,按照集總參數(shù)法,根據(jù)經驗和理論折算給定當量導熱系數(shù),如電芯等。
功耗設置及風機選用:
單節(jié)電池的發(fā)熱量按照電流1A和內阻50mΩ確定為0.288w,電池為18650,容量2.4Ah;
風機統(tǒng)一為最大風量15.87m3/h,最大全壓31.33Pa的軸流風機,可以根據(jù)具體需求隨時改換。
分析方案:
仿真工作環(huán)境:30℃環(huán)境溫度下放電1小時
分析模型:
放電一小時溫度截面云圖(Z方向)
放電1小時速度截面云圖(Z方向)
放電1小時速度截面云圖(Y方向)
電池放電一小時溫度分布圖
電池放電一小時溫度分布圖
仿真結論
在此散熱方案下,大部分電池的溫度都處在40-45℃的區(qū)間之內,少數(shù)散熱條件較好的電池區(qū)域溫度低于40℃。在最高溫度可以接受的條件下,可以通過調整風機的風量和擺放來改善溫度的不均衡度。
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