熱失控仿真該做什么？熱失控仿真該怎么做？

導讀：電池熱失控狀態(tài)下，最常見的現(xiàn)象是電池溫度升高、電池產(chǎn)氣、防爆閥開閥噴發(fā)、電池起火、拉弧、開裂等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象中，尤其以電池起火拉弧等最為危險，當然電池產(chǎn)熱產(chǎn)氣也是后續(xù)起火拉弧的前奏。

考慮到電池熱失控的不確定性以及實驗的高成本，因此通過仿真方法能夠有效的降低熱失控的實驗測試次數(shù)，最快最優(yōu)的得到熱防護的方案。

常用的防護方案，當然是使用氣凝膠等高效阻燃隔熱的材料，放置在電池之間，用于阻斷熱失控狀態(tài)下的熱傳遞。其次是在電池的頂部使用一些云母材料，用于隔斷電池噴發(fā)對周邊的影響。

但是基于氣凝膠等材料的高成本、企業(yè)的降本需求以及PACK性能要求，防護材料的使用量不能無限制上升，因此通過仿真方法能夠有效的確定最佳的組合防護方案。

一、熱失控仿真該做什么？

電池熱失控仿真需要做的內(nèi)容非常多，諸如：

（1）分析電池之間的間隙、確認隔熱材料的厚度。通過電池間的隔熱材料厚度確定電池熱失控的時間間隔，當時間間隔足夠長時，就能夠避免后續(xù)電池不失控。

圖1 電池熱失控溫度曲線

圖 2電池溫度與產(chǎn)熱曲線

（2）電池的產(chǎn)氣噴發(fā)等，分析電池噴發(fā)過程中電池包內(nèi)壓力變化過程，分析排氣的通暢能力，防爆閥的排氣能力，以及防爆閥的位置選型、排氣量選型設(shè)計等。

（3）電池噴發(fā)過程中的拉弧效應(yīng)，分析電池噴發(fā)過程中，因氣體內(nèi)部攜帶的高溫液體和熔融金屬等帶電導致的電芯和金屬件之間、電芯和電芯之間的拉弧短路。

（4）電池產(chǎn)氣以及氣體轉(zhuǎn)移過程中對周邊電池的影響分析等。

二、熱失控仿真該怎么做？

熱失控的仿真重點在于需要明確仿真模擬的對象是什么、需要仿真確認什么內(nèi)容，才能通過這些信息對模型進行簡化處理，從而得到相應(yīng)的模型。這是較為簡單可行的方案。

仿真分析較為常規(guī)的是模擬物理現(xiàn)象，但是基于物理現(xiàn)象的復雜性以及仿真的可實現(xiàn)性以及設(shè)備的運行能力等，往往是無法100%的復現(xiàn)物理現(xiàn)象的。因此仿真過程中會出現(xiàn)一些簡化的部分，重點凸出對仿真分析內(nèi)容在原理上的簡化，以及問題本質(zhì)原因的分析。

例如，在做電芯拉弧的仿真分析中，首先需要明確的是，拉弧的機理是什么？拉弧是正電荷和負電荷之間相互導通的一種方式，中間的導通介質(zhì)是空氣等；電芯噴發(fā)的物質(zhì)中，能否帶電荷的是金屬熔融物和液滴等。所以在噴發(fā)過程中，轉(zhuǎn)移的相其實一般就是四種，液體、金屬熔融物、固體金屬、氣體。

其次還包括：

（1）需要使用多相模型。

（2）電場用于模擬電荷的轉(zhuǎn)移。

（3）是否要模擬金屬熔融物的沉降、固體顆粒的沉降、以及液體的二次破碎等。

（4）也是最關(guān)鍵的部分，評價標準怎么建立。

三、熱失控電芯的參數(shù)如何獲?。?/strong>