Simcenter STAR-CCM+ 배터리 열폭주 해석 프로세스(Battery Thermal Runaway)

배터리의 열 폭주(Battery Thermal Runaway)는 서로 다른 물리적 현상이 복합적으로 발생합니다. 배터리 셀이 높은 에너지를 받으면 여러 화학적 반응이 일어나 많은 양의 열을 방출합니다.

셀 내부의 압력이 급격히 증가하고 어느 시점에서 셀은 1000°C 이상에 도달하여 뜨거운 배출 가스를 방출합니다. 안전한 배터리 설계를 위해 이러한 모든 영향을 고려해야 합니다. Simcenter STAR-CCM+는 높은 정확도로 모델링과 해석적 접근 방식을 제공합니다.

배터리 열폭주의 방출열은 2가지로 나뉩니다.

1. 배출 가스에 의해 방출되는 열

2. 배터리 셀에서 방출되는 열

​ Simcenter STAR-CCM+ 의 배터리 시뮬레이션에서 배터리 등가회로 모델인 RCR -회로 모델(ECM, RCR Equivalent Circuit Model): 0차~3차 저항커패시터(RC) 모델로 셀을 표현. SOC 및 온도 함수로 OCV(개방회로 전압), 저항 및 커패시턴스를 입력. -Thermal Runaway Heat Release Model : 열 방출 모델은 셀 온도[K]와 고체 셀 부품의 열 속도[W]를 입력 매개변수로 포함하는 테이블을 기반으로 합니다.

데이터는 가속 속도 열량계("ARC"-) 테스트에서 가져오거나 Simcenter Amesim 소프트웨어로 확인할 수 있습니다.

상기 조건들을 입력 해주시면 Simcenter STAR-CCM+에서

배터리 쇼트 > 온도상승 > 전해질 가스화 > 가스압력상승으로 폭발 및 발화 > 외부로 폭발 시뮬레이션을 진행 할 수있습니다.

본 해석을 진행하여 배터리 열 관리 시스템, 배터리 열폭주시 주변 Cell에 대한 전파 사항을 확인 할 수있습니다.

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열, 유동해석, 전산 유체 역학 CFD솔루션, 열 저항 측정, 배터리 열폭주, 배터리 충방전 시뮬레이션, 열 전도도 측정, 전력반도체 수명측정 PwT 등의 해석에 대한 궁금한 사항은

당사 고객지원실 (young@deltaes.co.kr / T. +82-70-8255-6001)로 문의하여 주시기 바랍니다.

앞으로도 저희 Delta ES는 고객 여러분들께 적극적인 지원과 노력을 아끼지 않도록 하겠습니다.