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(guān)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(guān)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%，tyrp.net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(fēng)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?zé)崾Э??！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(zé)無旁貸。其中，科學(xué)的安全理念、嚴(yán)謹(jǐn)?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(guān)重要。

 通過對電池散熱過程的熱仿真分析，可以預(yù)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(shè)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(shè)：

 導(dǎo)熱率設(shè)置：

電芯導(dǎo)熱界面設(shè)置

 注：材料的導(dǎo)熱率設(shè)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(dǎo)熱率給定；如果是復(fù)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，tyrp.net則材料導(dǎo)熱率，按照集總參數(shù)法，根據(jù)經(jīng)驗和理論折算給定當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，如電芯等。

 功耗設(shè)置及風(fēng)機選用：

 單節(jié)電池的發(fā)熱量按照電流1A和內(nèi)阻50mΩ確定為0.288w，電池為18650，容量2.4Ah；

 風(fēng)機統(tǒng)一為最大風(fēng)量15.87m3/h，最大全壓31.33Pa的軸流風(fēng)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(jié)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(nèi)，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(diào)整風(fēng)機的風(fēng)量和擺放來改善溫度的不均衡度。

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