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      深圳寶安今晨突發火災,為逝者默哀!

      有限元: 2021-12-13 16:29:27 閱讀數: 823 分享到:

      【火情通報】2021年12月13日09時26分,深圳消防119接警中心接報:寶安區西鄉街道桃源居某住宅發生火情。指揮中心立即調派西鄉、寶安等消防站及下屬小型消防站共17輛消防車79名指戰員到場處置。10時05分許明火被撲滅,事故造成1人死亡。事故原因和過火面積待進一步調查。


      火災猛于虎也!”,這些年隨著電動汽車,電動摩托車的不斷增加,因為動力電池過熱,爆炸,起火所發生的安全事故頻發,加大力度告誡居民安全用車,正確充電的同時,動力電池的安全性設計再次引發我們的關注。

      動力電池作為新能源汽車,電動摩托車的核心部件,其使用性能和壽命嚴重影響著其產業的發展,同時也關乎人民群眾的生命財產安全。隨著新能源技術的發展,動力電池的種類也逐漸增多,整體設計以體積小、能量高、循環壽命長、環境污染小和安全性高作為各大新能源電動車企業的研發方向。尤其是對于超高的能量密度的追求更成為目前車企對于電池包研發的最主要性能指標。但與此同時,過高能量密度對于動力電池發熱帶來的安全問題卻非常嚴重,各大動力電池生產企業都在竭力尋找解決此問題的捷徑,有限元仿真技術便是捷徑之一。仿真技術作為智能研發必不可少的一種使能工具,應用范圍非常廣泛,可以說無處不在在研究動力電池熱安全問題時,傳統的熱成像技術只能采集到單體電池表面狀態,植埋熱電偶溫度采集的方法受結構限制又無法得到完整的熱分布信息。通過實驗的方法都會浪費大量的人力、物力和財力。面對如此困境,有限元仿真的優勢凸顯無疑,仿真技術對汽車電池包Pack產品進行散熱設計與優化,確保大容量電池Pack包實現可靠的熱設計,保障產品的熱安全性能。除了熱分析外,還需要對電池包Pack進行模態分析、動態分析、疲勞分析、跌落分析和輕量化設計等等。

       動力電池包CAE應用解決方案

      動力電池是由成千甚至上萬個電芯組成的一個龐大的電源系統,重量從幾百公斤到1-2噸不等。如此龐大的電源系統,其安全性不容忽視,而動力電池最大的安全問題就是發熱,過高的溫度不僅會影響電池的壽命,更會導致鋰電池的正極材料脫落分解、負極與電解液反應、薄膜刺穿等嚴重安全隱患。運用Flotherm等熱仿真軟件對鋰離子動力電池的熱分布和流場分布

      進行建模仿真,得到多種方案的模擬結果,對電池的排布方式及電池熱管理方案起到很大的指導作用。

      如圖12所示,為某電池模組的截面溫度分布和風流粒子溫度分布


      電池模組截面分布圖

      電池模組風流粒子溫度分布圖


       電池箱的功能即容納和保護電池組,所以其結構必須保證保留最大的容納空間基礎上滿足足夠的強度,在薄弱的部位進行重點防護。電池箱體的結構分析主要有模態分析、靜態分析和動態分析。

      CAE結構分析流程



      模態分析用于確定電池箱體結構的固有頻率,可以在設計時避開這些頻率或者最大限度地減少對這些頻率上的激勵,從而消除過度振動和噪聲。使用Hypermesh完成前處理,提交給abaqus進行計算,計算結果用有限元分析后處理軟件HyperView查看電池包的固有頻率、重點位置的位移和應力。

      靜態分析的目的是確定電池包結構在靜態載荷作用下的應力分布及最大應力出現的位置,以檢驗電池箱體結構能否承受一定的靜載荷作用。

      動態分析主要分析電池箱體在各種工況下工作的動態性能。由于電池模塊與電池包殼體并非剛性連接而是接觸連接,為了更好的模擬這種接觸特性,采用具有接觸非線性分析功能的有限元分析軟件Abaqus作為動態分析的求解器。

      下圖為電池箱體結構仿真結果


      仿真技術可以幫助企業滿足動力電池苛刻的標準要求,為動力電池的智能研發提供一條捷徑,為動力電池質量保駕護航。未來,無論是前期設計還是后期校核,仿真技術都將發揮重大價值。同時,在仿真技術提升動力電池安全性的同時,也是對于人民生命財產安全的一份呵護!

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