三元锂电池热失控射流可视化及速度场测试

作     者：刘昊东 张鹏飞 黄钰期 LIU Haodong;ZHANG Pengfei;HUANG Yuqi

作者机构：浙江大学能源工程学院浙江杭州310027 

基　　金：国家自然科学基金(52076193) 浙江省2024年度“尖兵领雁+X”研发攻关计划(2024C01061) 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第2期

页      码：703-712页

摘      要：三元锂电池在电动汽车领域得到了越来越广泛的应用。对电池发生热失控时的喷阀射流速度场开展研究,将有助于反推热失控过程中电池内部的临界压力及压力变化,对辅助优化电池设计、准确预测火焰传播等具有重要意义。但是,锂电池在热失控过程中往往存在两次喷射,喷射产物不仅包括电池内的化学反应产气、电解液蒸发等,还包含部分颗粒和电池内部各部件的碎片等;此外,蒸发后的电解液也会在遇冷后凝结,使整个喷阀射流过程呈现气-液-固三相混合状态,提高了速度场辨识与测试的难度。因此,为实现在高温情况下喷阀射流的可视化及速度场辨识计算,本研究搭建了主要由高速相机、激光系统和电池防爆箱组成的实验台架,采用高速相机对电池热失控射流过程进行拍摄及处理。首先对流场流态开展初步分析;然后通过自适应滤波算法,有效降低成像时噪声的影响,并增强液滴的边缘细节信息;同时利用直方图均衡化进一步提高图像的对比度;最后,采用基于亚像素精度插值的互相关算法对喷射流场的速度场进行分析计算,得到了不同时刻的二维平面下的速度场数据,并进一步对不同时刻不同区域的速度特性进行了分析,为后续电池热失控机理研究和电池安全性能提升工作提供了基础。

主 题 词：成像 电解液 两相流 图像预处理 速度场 

学科分类：08[工学] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1363

馆 藏 号：203126137...