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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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廣東皓天檢測儀器有限公司 |
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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。
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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