第12卷第3期2023年3月Vol.12No.3Mar.2023储能科学与技术EnergyStorageScienceandTechnology基于壅塞流的动力电池防爆阀泄压特性的动态仿真厉运杰，张光雨，祝维文，闵远远，饶成飞，孙言飞，徐庆庆（合肥国轩高科动力能源有限公司，安徽合肥230012）摘要：防爆阀作为缓解电池系统热失控的被动安全措施，在电芯设计中扮演着非常重要的角色，防爆阀的开启压力、阀体面积及阀体位置对电芯热失控后的泄压过程有着重要影响。本工作主要介绍了动力电池热失控后产热产气导致防爆阀开启的泄压过程，通过理论计算、实验测试及仿真分析相结合的方式，对防爆阀的泄压特性进行了系统阐述与分析。首先，基于流体力学基本原理和方程从理论上对防爆阀的泄压过程进行了分析，阐述了电芯热失控过程中防爆阀开启后的泄压壅塞流基本状态；其次，通过开展无阀电芯的加热热失控和过充热失控两类实验，实验中实时监测了电芯热失控过程中卷芯的温度和电芯的内压，从而得到电芯热失控过程中防爆阀开启前电芯的产热产气速率；最后，对电芯的产热产气及泄压过程进行仿真，基于COMSOL软件，建立了动力电池防爆阀泄压过程的系统模型。且对防爆阀的开启压力、阀体面积及阀体位置等影响因素进行了归类仿真分析，并与实验数据进行了对比验证，得到了较为优化的防爆阀结构设计，为动力电池优化设计提供了一定的参考。关键词：动力电池；防爆阀；壅塞流；动态仿真；泄压特性doi：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0442中图分类号：TK02文献标志码：A文章编号：2095-4239（2023）03-960-08ThedynamicsimulationofpressurereliefcharacteristicsofthepowerbatteryventbasedonchokingflowLIYunjie,ZHANGGuangyu,ZHUWeiwen,MINYuanyuan,RAOChengfei,SUNYanfei,XUQingqing(HefeiGotionHigh-TechPowerEnergyCo.,Ltd,Hefei230012,Anhui,China)Abstract:Asapassivesafetymeasuretopreventthethermalrunawayofthebatterysystem,theventplaysaveryessentialroleincelldesign.Afterthecellhasreachedthermalrunaway,thepressurereliefprocedureissignificantlyimpactedbytheopeningpressure,area,andpositionofthevent.Thispapermainlypresentsthepressurereliefprocessoftheventopeningcausedbyheatandgasproductionafterthecellthermalrunaway.Throughtheoreticalcalculation,experimentaltestandsimulationanalysis,thepressurerelieffeaturesoftheventaresystematicallydescribedandanalyzed....
