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Principle R&D Engineer視頻鏈接：從單電芯的擠壓、針刺測試到整車碰撞仿真的熱失控分析技術校對：王強， Ansys高級應用工程師；整理編輯：俞琴

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好課推薦 | 新能源動力電池熱管理設計入門23講【技術帖】基于OptiStruct的蓄電池支架有限元分析Ansys Fluent 電池熱失控仿真實例與驗證專欄 | 新能源動力電池熱管理設計和仿真分析

鑒于此，針對鋰離子動力電池運行工況，設計了4種典型老化路徑，對其進行加速壽命測試，然后通過DSC/ARC等測試分析了電池熱失控特性的演變規律，得出了老化機理與電池熱失控行為變化之間的關系。

通過對儲能事故分析發現，造成事故的主要因素有以下幾點：鋰離子電池熱失控。儲能電池單體因質量缺陷、機械損傷、受熱或外部短路等導致鋰離子電池內短路，引發電池熱失控起火，在熱濫用的作用下，整個電池模組和電池簇被點燃甚至發生爆炸。 什么是電池熱失控？

針對新能源電池行業面臨的挑戰，海克斯康工業軟件旗下Cradle CFD軟件可以進行高效的熱失控仿真分析，解決電池中的熱失控的仿真難題。 本次直播將帶來海克斯康電池熱失控仿真解決方案，包含熱失控仿真流程、新能源電控系統解決方案、新能源電控系統的優化方法以及儲能系統熱仿真解決方案，歡迎報名預約！

02 成果掠影近期，中國科學技術大學孫金華教授和王青松研究員團隊與暨南大學郭團教授團隊提出了一種可植入電池內部的多模態集成光纖原位監測技術，在國際上率先實現了對商業化鋰電池熱失控全過程的精準分析與提早預警。

我的理解： 第一代熱失控防護方案： 對圓柱來說最簡單，特斯拉的設計結構是最為典型的，方形的難度更大已突破，軟包的實現難度難度最高。三種電池技術，都是圍繞加強隔熱，加快散熱為主要技術手段。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 這種設計的原則是通過一定的空間進行隔離，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。

這種“自作主張的軟件使用方式”是許可成本失控的一個重要因素。 三、第二步：評估軟件使用情況與授權匹配度清點之后，我們要做的是評估每個軟件的實際使用情況是否和授權匹配。這一步非常關鍵，因為很多授權模式是“按用戶數”或“按并發連接數”計算的，如果軟件被過度授權，就會帶來不必要的支出。如何評估？ 用日志分析+用戶行為監測的方法。

本期海克斯康直播講堂請到了流體仿真專家李晶博士為我們詳細講解鋰電池熱失控和熱管理全新解決方案，同時幫助用戶了解并結合機器學習優化新能源電控系統解決方案，最后傳遞IGBT等快速傳熱分析所用的BCI-ROM新方法，超多干貨，精彩不容錯過！

為了對電池系統的安全狀態進行評估分析，通過對某高比能電池進行試驗并通過LS-DYNA進行仿真分析兩個方面建立評價體系，首先對其進行放電容量檢測，確認樣品信息的一致性，然后對電池單體進行擠壓試驗與仿真分析，擠壓過程中分析其受力變化特性與擠壓推進位移的關系，最后擠壓至單體熱失控，因在試驗過程中無法判斷擠壓后電池變形的真實情況，進而通過仿真分析的方法，判斷電池在擠壓過程中的變形量演變過程。

隨著螺桿的動作及從料管加熱，當從塑料輸送段移至計量段時，會傳輸並逐漸熔化塑料。熔化塑件的主要驅動力是在整個塑化製程中塑件的電熱與黏滯加熱。此製程的輸出是螺桿特性與模具特性之間平衡的結果（在螺桿尾端）。ScrewPlus 是一個強大的工具，可模擬經過實體輸送（塑料輸送段）、熔化（過渡段）及泵取（計量段）從實體狀態到熔化狀態的整個塑化製程。

挑戰/需求 作者所在機構希望通過仿真工具建立高精度的電池熱失控產熱和產氣模型，并在此基礎上模擬CTP電池系統中單顆電池熱失控引起的熱量傳播與氣體擴散過程，以此評估隔熱設計的合理性并優化系統泄壓閥的布局與數量。研究重點分析不同泄壓閥方案對高溫氣體的疏導作用和降低系統爆炸極限的效果，最終實現以仿真技術驅動熱安全設計達到降本增效的目的。

Ansys資深電池專家胡曉博士介紹了與清華大學最新合作研發的“N方程熱失控模型”：將清華大學N方程熱失控模型內置到Ansys Fluent中，拓展了Fluent熱失控模型的能力和應用范疇，將DSC/ARC熱失控實驗相結合，通過基于實驗數據進行動力學參數擬合得到N個熱失控方程，一改主流分析方法的局限性。培訓現場還特別安排了實驗操作與仿真建模兩個實操環節。

熱失控擴展分析 25 Ah 三元鋰離子電池（具有約0.1kWh的電能）熱失控時釋放出的能量約為630kJ，相當于0.15 kg TNT當量。而60 kWh 純電動車的動力電池系統而言，則相當于釋放出 90 kg TNT當量的能量。

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以差示掃描量熱法（DSC）、熱重分析（TGA）及其聯用系統為代表的熱分析手段，正成為研發高安全、高性能正極材料不可或缺的“眼睛”。01DSC：捕捉熱失控的“第一信號”當電池處于滿電狀態時，正極材料往往處于高氧化態，結構穩定性下降。一旦溫度升高，極易與電解液發生劇烈放熱反應，觸發連鎖式熱失控。