新能源汽车火灾场景的数值模拟文献综述

 2022-05-17 22:43:31

文献综述

题目:新能源汽车火灾场景的数值模拟

摘要:新能源汽车行业在我国正处于高速发展阶段,但近年来新能源汽车火灾事件频发,对此引发用户对新能源汽车安全性的高度关注。为了了解新能源汽车火灾的原因,对新能源汽车动力电池组燃烧过程中产生的烟气流量、温度和有毒气体浓度进行了模拟分析。本文阐述了新能源汽车火灾场景数值模拟的研究背景、目的和意义,简述了新能源汽车火灾场景数值模拟国内外的发展,以及本课题的研究思路和预期的研究成果。

关键词:新能源汽车;动力锂电池;PyroSim模拟仿真;灭火技术;参数优化;

引言

随着新能源汽车和计算机技术的发展,利用计算机技术建立新能源汽车火灾模型并对其进行仿真,已成为研究新能源汽车火灾的重要方法。为了研究每一个过程及其主要影响因素对新能源汽车动力电池火灾的影响,进而研究主要影响因素的机理和规律,可对新能源汽车动力电池组燃烧过程中产生的烟气流量、温度和有毒气体浓度进行了模拟分析,使其能够真实地反映新能源汽车火灾的特性,后利用PyroSim进行建模和仿真。Pyrosim是一个防火模拟软件,适用于FDS版本5和SMV(smokeview)。Pyrosim的图形用户界面可以用作火灾动态模拟器(FDS)。利用Pyrosim软件进行火灾模拟,准确预测和分析火灾烟气运动、温度和有毒气体浓度,有助于我们对常发生的火灾起因找到改进措施。因此,本文运用计算机建模仿真软件对新能源汽车火灾场景进行建模、仿真并分析其降低火灾危害的可行性。

  1. 新能源汽车火灾案例分析

以2016年一整年的数据分析,新能源汽车火灾可以被分为六种原因:

  1. 被引燃。以2016年09月13日在重庆发生的乘用车逸动EV燃烧为例,挂车起火后火势迅速蔓延,导致车上所载的14辆电动汽车过半被烧毁。
  2. 充电。以2016年06月03日在上海发生的乘用车荣威e55燃烧为例,由于充电式拖线板过热引燃了汽车内饰,导致汽车燃烧。
  3. 零部件故障。以2016年05月29日在北京发生的客车福田汽车为例,其空调系统产生故障,导致客车燃烧。
  4. 自燃。以2016年09月22日在湘潭发生的乘用车众泰为例,其电池信号线短路引燃后座可燃物导致汽车发生火灾。
  5. 浸水。以2016年07月07日在南京发生的南京金龙客车为例,由于电瓶进水导致电路短路引发火灾。
  6. 碰撞。以2016年09月14日在惠州发生的宇通客车为例,大货车追尾电动公交车后,电动公交车后电池组发生冒烟起火。
  7. 新能源汽车火灾场景数值模拟的国内外研究现状

(一)国内研究概况

长安大学的陈文丰【1】发表硕士论文,根据电动汽车火灾的典型案例,结合电动汽车的结构:动力电池、控制器、电机驱动系统、功率变换器和极端条件下的碰撞,分析了电动汽车火灾的原因,总结了电动汽车火灾的主要因素,并得出结论:动力电池是在高压下充电,在大电流下放电,在道路上过充和短路的情况下,有可能因电池过热而引起火灾,特别是短路,极有可能引起火灾。在实际电动汽车生产使用过程中,为了保证车辆及驾驶员的安全,对动力电池的保护、维护尤为重要。并根据层析分析法和专家赋权来评估引起电动汽车发生火灾的各个因素的危险程度。有结论可知,动力电池组发生故障是电动汽车引发火灾的最重要因素,其次是高压线路故障和发生了碰撞;其中动力电池组故障中占比例较大的是短路故障和过充电。

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