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电池包与氢燃料电池堆共舱设计,隔爆试验箱如何模拟复合爆炸风险?

点击次数:23 发布时间:2025/6/18
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在新能源汽车与储能领域,电池包与氢燃料电池堆共舱设计因空间高效利用备受关注,但氢气泄漏与电池热失控引发的复合爆炸风险不容小觑。隔爆试验箱需通过多维度技术手段,精准模拟这一复杂工况,为共舱设计安全性验证提供依据。

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从试验箱结构优化来看,需构建双环境模拟舱室。主舱室模拟共舱内部空间,采用高强度、耐氢腐蚀的特种钢材打造,设置可调节密封等级的舱门与管线接口,适配不同测试场景需求。辅舱室用于生成氢气泄漏与电池热失控环境,通过独立的供气系统精确控制氢气浓度与泄漏速率,利用加热模块和短路装置模拟电池热失控。两舱室间设置可开闭的连通阀,可按需模拟氢气扩散至电池包区域、热失控引发氢气爆炸等复合场景。
在测试方法层面,需制定阶梯式复合测试流程。首先,单独进行氢气泄漏测试,在主舱室充入不同浓度氢气,监测氢气扩散规律与浓度分布;接着开展电池热失控模拟,记录热失控过程中温度、压力变化。在此基础上,执行复合测试,先释放一定量氢气,再触发电池热失控,模拟二者相互作用引发的爆炸过程。测试中,通过调节氢气释放时间、电池热失控触发时刻,模拟多种复合风险场景。

监测与控制技术是精准模拟的关键。在试验箱内密布微型压力传感器、氢气浓度传感器和红外温度传感器,实时采集三维空间内的压力波、氢气浓度场与温度场数据。利用高速数据采集系统和边缘计算设备,将数据实时传输至控制终端。结合 CFD 仿真模型,系统可实时分析爆炸传播路径与能量释放规律,动态调整测试参数,确保模拟过程贴近真实工况。



此外,还需建立复合爆炸风险评估体系。基于测试数据,构建氢气 - 热失控耦合爆炸模型,评估不同设计参数下共舱结构的安全性。通过多次重复测试与参数优化,为共舱设计的隔爆结构、泄压通道布局、气体管理系统等提供改进方向,有效降低实际应用中的复合爆炸风险。



 
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