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

【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)險不容小覷。隔爆試驗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)計安全性驗證提供依據(jù)。

從試驗箱結(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亍膳撌议g設(shè)置可開閉的連通閥，可按需模擬氫氣擴散至電池包區(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，單獨進行氫氣泄漏測試，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?，模擬二者相互作用引發(fā)的爆炸過程。測試中，通過調(diào)節(jié)氫氣釋放時間、電池?zé)崾Э赜|發(fā)時刻，模擬多種復(fù)合風(fēng)險場景。

監(jiān)測與控制技術(shù)是精準(zhǔn)模擬的關(guān)鍵。在試驗箱內(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，實時采集三維空間內(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)和邊緣計算設(shè)備，將數(shù)據(jù)實時傳輸至控制終端。結(jié)合 CFD 仿真模型，系統(tǒng)可實時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工況。

此外，還需建立復(fù)合爆炸風(fēng)險評估體系。基于測試數(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)等提供改進方向，有效降低實際應(yīng)用中的復(fù)合爆炸風(fēng)險。