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電池包與氫燃料電池堆共艙設計,隔爆試驗箱如何模擬復合爆炸風險?

點擊次數:27 發布時間:2025/6/18
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詳細介紹:

在新能源汽車與儲能領域,電池包與氫燃料電池堆共艙設計因空間高效利用備受關注,但氫氣泄漏與電池熱失控引發的復合爆炸風險不容小覷。隔爆試驗箱需通過多維度技術手段,精準模擬這一復雜工況,為共艙設計安全性驗證提供依據。

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從試驗箱結構優化來看,需構建雙環境模擬艙室。主艙室模擬共艙內部空間,采用高強度、耐氫腐蝕的特種鋼材打造,設置可調節密封等級的艙門與管線接口,適配不同測試場景需求。輔艙室用于生成氫氣泄漏與電池熱失控環境,通過獨立的供氣系統精確控制氫氣濃度與泄漏速率,利用加熱模塊和短路裝置模擬電池熱失控。兩艙室間設置可開閉的連通閥,可按需模擬氫氣擴散至電池包區域、熱失控引發氫氣爆炸等復合場景。
在測試方法層面,需制定階梯式復合測試流程。首先,單獨進行氫氣泄漏測試,在主艙室充入不同濃度氫氣,監測氫氣擴散規律與濃度分布;接著開展電池熱失控模擬,記錄熱失控過程中溫度、壓力變化。在此基礎上,執行復合測試,先釋放一定量氫氣,再觸發電池熱失控,模擬二者相互作用引發的爆炸過程。測試中,通過調節氫氣釋放時間、電池熱失控觸發時刻,模擬多種復合風險場景。

監測與控制技術是精準模擬的關鍵。在試驗箱內密布微型壓力傳感器、氫氣濃度傳感器和紅外溫度傳感器,實時采集三維空間內的壓力波、氫氣濃度場與溫度場數據。利用高速數據采集系統和邊緣計算設備,將數據實時傳輸至控制終端。結合 CFD 仿真模型,系統可實時分析爆炸傳播路徑與能量釋放規律,動態調整測試參數,確保模擬過程貼近真實工況。



此外,還需建立復合爆炸風險評估體系。基于測試數據,構建氫氣 - 熱失控耦合爆炸模型,評估不同設計參數下共艙結構的安全性。通過多次重復測試與參數優化,為共艙設計的隔爆結構、泄壓通道布局、氣體管理系統等提供改進方向,有效降低實際應用中的復合爆炸風險。



 
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