手机电池爆炸！如何利用仿真提高电池安全性

有限元： 2017-10-12 09:56:57 阅读数： 4142

 继三星智能手机GalaxyNote7因锂电池故障爆炸召回的消息，引发了消费者的广泛关注之后，近日，iPhone8爆炸的新闻，又引起了大众对于电池的安全问题的关注。

 小小的手机都会爆炸，动辄搭载几百公斤动力锂电池的电动汽车还安全吗？

 没有安全就没有电动汽车的未来

 统计数据显示，截至2015年底，我国电动汽车事故率达到0.17%，www.featech.com.cn高出世界平均水平一倍多。伴随着车辆、电池及线束的老化，电动汽车安全风险正进一步增大。

 “不管由什么引起，电动汽车安全事故的主要表现是电池热失控。”中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高说，首先是单体电芯热失控，其间的发热量可以使电池的温度升高400—1000摄氏度；接着热失控会在电池模组中像放鞭炮一样迅速扩展，车辆冒烟、起火甚至爆燃。

 确保电动汽车安全，汽车制造企业责无旁贷。其中，科学的安全理念、严谨的开发流程、必不可少。因此，电动汽车研发过程中的热仿真分析就至关重要。

 通过对电池散热过程的热仿真分析，可以预测电池温度在放电过程中的变化趋势，检验电池包的散热性能，为电池箱的设计提供理论依据。

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 本篇，有限元科技小编就为大家分享一个电池包热仿真分析的案例。

 分析中采用的前提和假设：

 导热率设置：

电芯导热界面设置

 注：材料的导热率设定，如果是单一材料部件，如外壳等，根据部件所使用的实际材料的导热率给定；如果是复合材料部件或多种材料组合的部件，而在3D模型中是通过简化模型绘制的，www.featech.com.cn则材料导热率，按照集总参数法，根据经验和理论折算给定当量导热系数，如电芯等。

 功耗设置及风机选用：

 单节电池的发热量按照电流1A和内阻50mΩ确定为0.288w，电池为18650，容量2.4Ah；

 风机统一为最大风量15.87m3/h，最大全压31.33Pa的轴流风机，可以根据具体需求随时改换。

 分析方案：

 仿真工作环境：30℃环境温度下放电1小时

 分析模型：

 放电一小时温度截面云图（Z方向）

 放电1小时速度截面云图（Z方向）

 放电1小时速度截面云图（Y方向）

 电池放电一小时温度分布图

 电池放电一小时温度分布图

 仿真结论

 在此散热方案下，大部分电池的温度都处在40-45℃的区间之内，少数散热条件较好的电池区域温度低于40℃。在最高温度可以接受的条件下，可以通过调整风机的风量和摆放来改善温度的不均衡度。

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