熱失控防護(hù)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-03
熱失控防護(hù)的視頻教程
Altair電池包解決方案系列研討會(huì)之電池熱-電耦合和熱失控仿真
Altair電池包解決方案系列研討會(huì)之電池熱-電耦合和熱失控仿真 1.SimLab Battery Solution 介紹； 2.電池包熱模型建模； 3.電池包熱管理和熱失控仿真。
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Comsol的18650鋰電池熱失控PDE建模
熱失控實(shí)驗(yàn) 此次我們根據(jù)論文，借助Comsol的PDE模塊進(jìn)行建模， 復(fù)現(xiàn)了18650熱失控的基本過程。 有興趣的可以點(diǎn)擊購買，查看視頻，也可以加我交流模型。
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熱失控防護(hù)的實(shí)例教程
▲圖1.沃爾沃設(shè)計(jì)的電池系統(tǒng)
Part 1 熱失控防護(hù)技術(shù)迭代
中國是最強(qiáng)調(diào)熱失控防護(hù)技術(shù)的國家，核心還是中國的企業(yè)特別多，應(yīng)用領(lǐng)域也很分散，所以這個(gè)領(lǐng)域其實(shí)國內(nèi)是走在世界前列的（燒的多了，自然也就成為一個(gè)顯性問題需要大家來克服）。
我的理解：
第一代熱失控防護(hù)方案：
對圓柱來說最簡單，特斯拉的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是最為典型的，方形的難度更大已突破，軟包的實(shí)現(xiàn)難度難度最高。三種電池技術(shù)，都是圍繞加強(qiáng)隔熱，加快散熱為主要技術(shù)手段。通過單體釋放能量、單位散熱能力、周邊電芯隔熱能力等多維度定量分析。
?圓柱電池
這種設(shè)計(jì)的原則是通過一定的空間進(jìn)行隔離，然后通過填充隔熱材料來充分把電芯熱失控條件下的熱量隔開。在熱失控傳播條件下，這種材料阻隔單個(gè)5Ah以上電芯散發(fā)出來的能量。
▲圖2.典型的21700圓柱熱隔絕的示意圖
在4680的時(shí)代，整個(gè)設(shè)計(jì)邏輯也是相似的，只不過按照調(diào)研的情況，電芯的開閥方向和我們之前理解的不一樣，是往下噴射，并且采用了隔熱材料防止用戶感知到會(huì)恐慌。CTC時(shí)代腳底下就是一層電池，所以需要隔熱材料進(jìn)行防護(hù)。
▲圖3.電芯之間的空隙成了核心關(guān)鍵了
?方殼設(shè)計(jì)
其實(shí)每家的設(shè)計(jì)都是趨同的，分為電芯層面的隔絕、電連接的隔絕。
▲圖4.方殼模組熱設(shè)計(jì)示意圖
這一波使得做材料的廠家特別開心，如下圖所示，以3M為例，圍繞這套熱隔絕技術(shù)形成了一系列的譜系，你按著材料標(biāo)號選就可以了。
后續(xù)類似杜邦、陶氏、BASF都可以玩得起來，我個(gè)人覺得這種堆材料解決問題的辦法增加的成本太多，和當(dāng)前需要和特斯拉PK成本的，加這么多材料是按照千來算的。
展開 引
言
我們來看一下AVL整理的這一份WEBINAR里面有價(jià)值的地方，這份材料主要是介紹熱失控設(shè)計(jì)防護(hù)仿真的，又恰好是用的比較用的多雙排大模組。
▲圖2.中國領(lǐng)先于全球率先
在電池熱失控擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)中積累了很多
隨著2021年的推進(jìn)，中國電池企業(yè)的動(dòng)力電池和車企，開始在電池安全技術(shù)方面不斷發(fā)布技術(shù)，主要包括：
▲圖3.不完全統(tǒng)計(jì)時(shí)間線的熱不擴(kuò)散電池
●電池企業(yè)
寧德時(shí)代、弗迪電池、欣旺達(dá)、蜂巢能源
●汽車企業(yè)
比亞迪、江淮汽車、廣汽乘用車、東風(fēng)嵐圖、長城汽車、吉利極氪
時(shí)間軸主機(jī)廠&動(dòng)力電池廠商技術(shù)概覽
◎2020年01月
比亞迪的刀片電池
◎2020年03月
江淮的蜂窩電池
◎2020年09月
寧德時(shí)代推出NCM811 NP電池
◎2020年12月
蜂巢能源發(fā)布的果凍電池
◎2020年12月
欣旺達(dá)推出不起火電池
◎2021年03月
廣汽推出彈匣電池
◎2021年03月
東風(fēng)嵐圖推出琥珀電池
◎2021年06月
長城推出大禹電池
◎2021年07月
極氪推出極芯電池
這一系列的電池系統(tǒng)的發(fā)布，都是在電池熱失控擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)5分鐘的基礎(chǔ)上，達(dá)到電池熱失控不擴(kuò)展的效果。但如2022年“兩會(huì)”期間，人大代表、長城汽車總裁王鳳英“推動(dòng)動(dòng)力電池熱失控防護(hù)技術(shù)應(yīng)用”的提案所言，以動(dòng)力電池熱失控防護(hù)為方向，多家車企推出相關(guān)安全技術(shù)，但由于業(yè)內(nèi)認(rèn)識不足，新技術(shù)推廣應(yīng)用遠(yuǎn)不及預(yù)期。
因此，在標(biāo)準(zhǔn)制定層面，工信部也發(fā)布了2022年汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)，明確提出要啟動(dòng)動(dòng)力電池安全標(biāo)準(zhǔn)修訂，提升熱失控預(yù)警和安全防護(hù)水平。所以從這個(gè)意義上來看，在未來的標(biāo)準(zhǔn)修訂中，可能會(huì)從強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)角度提高熱擴(kuò)散要求，大幅提高安全門檻。
展開 技術(shù)鄰Ansys熱仿真定制培訓(xùn)針對性解決企業(yè)工程師“項(xiàng)目沒經(jīng)驗(yàn)、結(jié)果不對標(biāo)、時(shí)間緊”三大痛點(diǎn)，讓工程師快速輸出可靠結(jié)果，不影響項(xiàng)目交付與個(gè)人業(yè)績，已幫助500+企業(yè)工程師順利攻克電池、加熱密閉箱體等領(lǐng)域熱設(shè)計(jì)難題。
在工業(yè)研發(fā)數(shù)字化進(jìn)程中，Ansys熱仿真已成為解決電池快充熱堆積、加熱密閉箱體溫度不均等核心問題的關(guān)鍵技術(shù)，但企業(yè)工程師在實(shí)際應(yīng)用中常陷入三重兩難困境：一是公司項(xiàng)目涉及熱設(shè)計(jì)需求（如新能源電池包熱失控防護(hù)、工業(yè)烘箱溫度管控），自己卻缺乏相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，擔(dān)心仿真結(jié)果出錯(cuò)影響項(xiàng)目推進(jìn)與職業(yè)晉升；二是仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差較大（如電池電芯溫度計(jì)算值比實(shí)測高15%），客戶不認(rèn)可，導(dǎo)致項(xiàng)目驗(yàn)收受阻；三是項(xiàng)目交付周期緊張（如1個(gè)月內(nèi)需完成電池熱仿真優(yōu)化方案），沒時(shí)間反復(fù)試錯(cuò)摸索。針對這些痛點(diǎn)，技術(shù)鄰依托服務(wù)500+企業(yè)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，打造專屬解決方案，讓工程師全程無后顧之憂。
針對“項(xiàng)目沒經(jīng)驗(yàn)”的核心痛點(diǎn)，技術(shù)鄰徹底摒棄“先講理論、再練通用案例”的傳統(tǒng)模式，直接以工程師的實(shí)際項(xiàng)目模型為教學(xué)核心，傳授可直接落地的工程化技術(shù)方案。
展開 6、熱失控預(yù)警
鋰離子電池尤其是高能量密度、大容量的三元鋰離子電池，一旦著火，火勢迅速蔓延，情形十分嚴(yán)峻。實(shí)際應(yīng)用中，因各種因素的影響，鋰離子電池濫用的情況難以完全避免。為了進(jìn)一步減少熱失控的傷害，要做到預(yù)防為主、防患于未然。因此，對鋰離子電池熱失控的情況設(shè)置防護(hù)預(yù)警機(jī)制顯得尤為重要。
解決熱失控問題需要從多尺度、多學(xué)科的角度出發(fā)，綜合考慮材料、單體、系統(tǒng)等不同的熱安全策略，主要涉及新電化學(xué)體系、材料體系的開發(fā)、單體安全設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)控溫技術(shù)等，旨在抑制副反應(yīng)、減少產(chǎn)熱量、提高散熱能力以及阻止熱害擴(kuò)散等。安全材料體系開發(fā)是解決熱失控問題的根源，但就目前而言，安全的材料體系在短期內(nèi)依然無法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，因此，應(yīng)該進(jìn)一步發(fā)展更加有效的電池設(shè)計(jì)、熱管理方法來確保鋰離子電池的熱安全性。
四、熱失控仿真
熱失控的分析流程可從電池單體仿真、模組/電池包仿真、電池包測試和驗(yàn)證，通過測試對仿真的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。動(dòng)力電池熱仿真涉及到電-化學(xué)仿真、電池熱管理仿真、系統(tǒng)級熱管理仿真。
1、電-化學(xué)仿真
電池單體詳細(xì)的電化學(xué)過程研究
電化學(xué)仿真為電池老化的檢查與評估提供了條件
在同一個(gè)仿真工具中可以同時(shí)進(jìn)行熱管理和電-熱分析
性能仿真可擴(kuò)展性
2、電池熱管理仿真
高精度的電池及相關(guān)零部件熱管理仿真。
能夠考慮各類熱損失，以更加詳細(xì)地考慮溫度場分布
基于有限容積法的多物理場仿真，對固體和流體區(qū)域的換熱進(jìn)行在線耦合仿真，更加準(zhǔn)確地再現(xiàn)冷卻過程。
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熱失控防護(hù)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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熱失控防護(hù)的最新內(nèi)容
“Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎(jiǎng)佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
i防護(hù)熱i和古鱷同日法國入戶突然5個(gè)月前
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https://avg.163.com/topic/detail/7877581
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例如，針對新能源電池企業(yè)，培訓(xùn)重點(diǎn)會(huì)聚焦“動(dòng)力電池快充熱堆積仿真”“儲(chǔ)能電池熱失控防護(hù)模擬”；針對箱體制造企業(yè)，則側(cè)重“穩(wěn)態(tài)熱仿真定位溫度盲區(qū)”“Fluent流場仿真優(yōu)化氣流結(jié)構(gòu)”；針對電子設(shè)備企業(yè)，會(huì)強(qiáng)化“電子密封艙瞬態(tài)熱仿真”“熱結(jié)構(gòu)耦合驗(yàn)證密封性”等實(shí)操內(nèi)容，確保培訓(xùn)內(nèi)容與企業(yè)需求100%匹配。
實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)是定制化優(yōu)勢的核心落地環(huán)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)“用自家項(xiàng)目學(xué)技術(shù)，學(xué)完即能用”。
其一，一對一定制服務(wù)貫穿全程：培訓(xùn)啟動(dòng)前，專屬專員與企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行2-3輪深度溝通，明確產(chǎn)品類型（如機(jī)械框架、新能源電池包）、研發(fā)痛點(diǎn)（如熱疲勞失效、熱失控防護(hù)）及培訓(xùn)目標(biāo)（如獨(dú)立完成仿真項(xiàng)目、輸出優(yōu)化方案），結(jié)合企業(yè)實(shí)際工況定制課程內(nèi)容。數(shù)據(jù)顯示，這種定制化方案使知識吸收率比通用培訓(xùn)高42%，遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平。
新能源電池包熱應(yīng)力防護(hù)如何筑牢安全防線？6個(gè)月前
當(dāng)單電芯因內(nèi)短路發(fā)生熱失控時(shí)，溫度會(huì)在10-15秒內(nèi)從常溫驟升至300℃以上，無防護(hù)狀態(tài)下熱失控蔓延時(shí)間僅3分鐘。
某新能源車企工程師因項(xiàng)目需求，需在2周內(nèi)完成電池包熱失控防護(hù)仿真，通過技術(shù)鄰“線上直播+實(shí)時(shí)答疑”的學(xué)習(xí)模式，不僅按時(shí)掌握核心技能，還獨(dú)立輸出優(yōu)化方案，使電池包熱相關(guān)故障率降低60%，獲得客戶高度認(rèn)可，個(gè)人也因項(xiàng)目出色表現(xiàn)獲得公司晉升機(jī)會(huì)。
車身壓潰分析、緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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跌落/側(cè)面碰撞工況（速度+剛性墻參數(shù)化）
消費(fèi)電子可靠性、包裝防護(hù)設(shè)計(jì)
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電芯膨脹分析（支持多向膨脹系數(shù)定義）
動(dòng)力電池包壽命預(yù)測、熱失控防護(hù)
電氣產(chǎn)品在使用過程中，由于電流通過某些元件產(chǎn)生的熱量，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備溫度升高。如果設(shè)備長時(shí)間在高溫狀態(tài)下工作，可能會(huì)降低絕緣材料的性能，增加電擊、燙傷或火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)備內(nèi)部的高溫還可能影響產(chǎn)品性能，導(dǎo)致絕緣等級下降或增加不穩(wěn)定性。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行溫升試驗(yàn)是確保產(chǎn)品安全穩(wěn)定工作的重要環(huán)節(jié)。
溫升試驗(yàn)定義
溫升試驗(yàn)是一種評估電子電氣設(shè)備在運(yùn)行中各部件相對于環(huán)境溫度升高情況的測試
*精彩直播預(yù)告
鋰電池作為主要?jiǎng)恿﹄娫粗灰驯粡V泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，因其高能量的特點(diǎn)，預(yù)防電池?zé)崾Э剡M(jìn)行電池?zé)峁芾砜刂埔恢笔潜黄髽I(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。為了保證鋰電池的最佳性能、安全性和使用壽命，鋰電池必須在特定的溫度范圍內(nèi)工作，而如何有效的預(yù)防鋰電池?zé)崾Э剡M(jìn)行熱管理是企業(yè)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。海克斯康工業(yè)軟件旗下的Cradle CFD軟件可以為電池?zé)崾Э睾蜔峁芾硖峁┤陆鉀Q方案
