手機(jī)電池爆炸！如何利用仿真提高電池安全性
繼三星智能手機(jī)GalaxyNote7因鋰電池故障爆炸召回的消息，引發(fā)了消費(fèi)者的廣泛關(guān)注之后，近日，iPhone8爆炸的新聞，又引起了大眾對(duì)于電池的安全問題的關(guān)注。
小小的手機(jī)都會(huì)爆炸，動(dòng)輒搭載幾百公斤動(dòng)力鋰電池的電動(dòng)汽車還安全嗎？
沒有安全就沒有電動(dòng)汽車的未來
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2015年底，我國電動(dòng)汽車事故率達(dá)到0.17%，tahoetailsandtrails.org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(dòng)汽車安全風(fēng)險(xiǎn)正進(jìn)一步增大。
“不管由什么引起，電動(dòng)汽車安全事故的主要表現(xiàn)是電池?zé)崾Э亍！敝袊妱?dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)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(huì)在電池模組中像放鞭炮一樣迅速擴(kuò)展，車輛冒煙、起火甚至爆燃。
確保電動(dòng)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(dòng)汽車研發(fā)過程中的熱仿真分析就至關(guān)重要。
通過對(duì)電池散熱過程的熱仿真分析，可以預(yù)測(cè)電池溫度在放電過程中的變化趨勢(shì)，檢驗(yàn)電池包的散熱性能，為電池箱的設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)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(jiǎn)化模型繪制的，tahoetailsandtrails.org則材料導(dǎo)熱率，按照集總參數(shù)法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(jī)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(jī)統(tǒng)一為最大風(fēng)量15.87m3/h，最大全壓31.33Pa的軸流風(fēng)機(jī)，可以根據(jù)具體需求隨時(shí)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(shí)
分析模型：
放電一小時(shí)溫度截面云圖（Z方向）
放電1小時(shí)速度截面云圖（Z方向）
放電1小時(shí)速度截面云圖（Y方向）
電池放電一小時(shí)溫度分布圖
電池放電一小時(shí)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(jī)的風(fēng)量和擺放來改善溫度的不均衡度。
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