電池包與氫燃料電池堆共艙設(shè)計(jì)，隔爆試驗(yàn)箱如何模擬復(fù)合爆炸風(fēng)險(xiǎn)？

【資料簡介】

在新能源汽車與儲能領(lǐng)域，電池包與氫燃料電池堆共艙設(shè)計(jì)因空間高效利用備受關(guān)注，但氫氣泄漏與電池?zé)崾Э匾l(fā)的復(fù)合爆炸風(fēng)險(xiǎn)不容小覷。隔爆試驗(yàn)箱需通過多維度技術(shù)手段，精準(zhǔn)模擬這一復(fù)雜工況，為共艙設(shè)計(jì)安全性驗(yàn)證提供依據(jù)。

從試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化來看，需構(gòu)建雙環(huán)境模擬艙室。主艙室模擬共艙內(nèi)部空間，采用高強(qiáng)度、耐氫腐蝕的特種鋼材打造，設(shè)置可調(diào)節(jié)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?zé)崾Э丨h(huán)境，通過獨(dú)立的供氣系統(tǒng)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?zé)崾Э?。兩艙室間設(shè)置可開閉的連通閥，可按需模擬氫氣擴(kuò)散至電池包區(qū)域、熱失控引發(fā)氫氣爆炸等復(fù)合場景。

在測試方法層面，需制定階梯式復(fù)合測試流程。首先，單獨(dú)進(jìn)行氫氣泄漏測試，在主艙室充入不同濃度氫氣，監(jiān)測氫氣擴(kuò)散規(guī)律與濃度分布；接著開展電池?zé)崾Э啬M，記錄熱失控過程中溫度、壓力變化。在此基礎(chǔ)上，執(zhí)行復(fù)合測試，先釋放一定量氫氣，再觸發(fā)電池?zé)崾Э兀M二者相互作用引發(fā)的爆炸過程。測試中，通過調(diào)節(jié)氫氣釋放時(shí)間、電池?zé)崾Э赜|發(fā)時(shí)刻，模擬多種復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)場景。

監(jiān)測與控制技術(shù)是精準(zhǔn)模擬的關(guān)鍵。在試驗(yàn)箱內(nèi)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(shí)時(shí)采集三維空間內(nèi)的壓力波、氫氣濃度場與溫度場數(shù)據(jù)。利用高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和邊緣計(jì)算設(shè)備，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至控制終端。結(jié)合 CFD 仿真模型，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)分析爆炸傳播路徑與能量釋放規(guī)律，動態(tài)調(diào)整測試參數(shù)，確保模擬過程貼近真實(shí)工況。

此外，還需建立復(fù)合爆炸風(fēng)險(xiǎn)評估體系?；跍y試數(shù)據(jù)，構(gòu)建氫氣 - 熱失控耦合爆炸模型，評估不同設(shè)計(jì)參數(shù)下共艙結(jié)構(gòu)的安全性。通過多次重復(fù)測試與參數(shù)優(yōu)化，為共艙設(shè)計(jì)的隔爆結(jié)構(gòu)、泄壓通道布局、氣體管理系統(tǒng)等提供改進(jìn)方向，有效降低實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)合爆炸風(fēng)險(xiǎn)。