本發(fā)明涉及熱失控測試,具體為一種儲(chǔ)能電池的熱失控?cái)U(kuò)散測試方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、電池?zé)崾Э厥侵感铍姵卦谀承┨囟l件下,內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)不受控制地加速進(jìn)行,導(dǎo)致電池溫度、電流等參數(shù)急劇變化;熱失控?cái)U(kuò)散是指在電池組或電池模塊中,當(dāng)一個(gè)電池單體發(fā)生熱失控后,熱量、氣體、火焰等以某種方式傳遞到相鄰的電池單體,導(dǎo)致它們也相繼發(fā)生熱失控的過程。這是一個(gè)連鎖反應(yīng),會(huì)使電池系統(tǒng)的故障范圍不斷擴(kuò)大。
2、但是在現(xiàn)有技術(shù)中,不能夠?qū)?chǔ)能電池內(nèi)部進(jìn)行能量熱擾動(dòng)監(jiān)測,同時(shí)無法根據(jù)熱擾動(dòng)監(jiān)測推斷熱控制擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn),無法針對性防護(hù),此外不能夠在熱失控出現(xiàn)對擴(kuò)散氣體進(jìn)行泄漏趨勢預(yù)測,降低了熱失控防護(hù)效率。
3、針對上述的技術(shù)缺陷,現(xiàn)提出一種解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的就在于為了解決上述提出的問題,而提出一種儲(chǔ)能電池的熱失控?cái)U(kuò)散測試方法及系統(tǒng)。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
3、一種儲(chǔ)能電池的熱失控?cái)U(kuò)散測試方法,測試方法步驟如下:
4、內(nèi)部能量監(jiān)測,對儲(chǔ)能電池內(nèi)部進(jìn)行能量監(jiān)測,根據(jù)儲(chǔ)能電池的運(yùn)行過程分析推斷當(dāng)前電池內(nèi)部的能量狀態(tài),以便于實(shí)時(shí)監(jiān)測是否存在能量熱擾動(dòng);
5、熱失控?cái)U(kuò)散分析評(píng)估,完成儲(chǔ)能電池內(nèi)部能源監(jiān)測后,若儲(chǔ)能電池內(nèi)部能量熱擾動(dòng)監(jiān)測異常且控制效果差,對儲(chǔ)能電池進(jìn)行熱失控?cái)U(kuò)散分析評(píng)估,根據(jù)數(shù)據(jù)采集分析對儲(chǔ)能電池的熱失控?cái)U(kuò)散進(jìn)行分析評(píng)估;
6、擴(kuò)散趨勢監(jiān)測,在儲(chǔ)能電池出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象后,根據(jù)實(shí)時(shí)熱失控產(chǎn)生的氣體泄漏趨勢結(jié)合泄漏點(diǎn)所在位置進(jìn)行分析;
7、溯源控制,通過熱失控?cái)U(kuò)散趨勢預(yù)測監(jiān)測以及防護(hù),并在完成后對儲(chǔ)能電池進(jìn)行溯源監(jiān)測。
8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式,內(nèi)部能量監(jiān)測過程如下:
9、采集內(nèi)部能量信息,且代入公式獲取內(nèi)部能量監(jiān)測系數(shù),若內(nèi)部能量監(jiān)測系數(shù)超過內(nèi)部能量監(jiān)測系數(shù)閾值,則生成能量異常信號(hào)并進(jìn)行下一步驟;若儲(chǔ)能電池運(yùn)行階段內(nèi)電芯內(nèi)部能量監(jiān)測系數(shù)未超過內(nèi)部能量監(jiān)測系數(shù)閾值,則生成能量正常信號(hào)。
10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式,公式為:
11、
12、,其中,j為內(nèi)部能量監(jiān)測系數(shù),fqu1、fqu2以及fqu3分別為預(yù)設(shè)比例系數(shù),且α作為誤差修正因子,儲(chǔ)能電池額定供電量作業(yè)下,取值為1.4,儲(chǔ)能電池超額定供電量作業(yè)下,取值為0.9。
13、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式,內(nèi)部能量信息包括儲(chǔ)能電池運(yùn)行階段內(nèi)電芯內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)累計(jì)放熱量與電芯向外散逸熱量對應(yīng)多出量持續(xù)增加跨度、電芯內(nèi)部放熱反應(yīng)的釋放熱量增加跨度值與吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速度增加跨度對應(yīng)跨度數(shù)值比、儲(chǔ)能電池當(dāng)前電芯內(nèi)部放熱反應(yīng)釋放熱量增加時(shí)對應(yīng)放熱反應(yīng)數(shù)量與吸熱反應(yīng)數(shù)量對應(yīng)比值的持續(xù)增加頻率。
14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式,熱失控?cái)U(kuò)散分析評(píng)估過程如下:
15、采集供應(yīng)性能信息和可控性能信息,若供應(yīng)性能信息未超過占比下降跨度閾值,且可控性能信息未超過能量上升跨度閾值,則生成低熱影響信號(hào);若供應(yīng)性能信息超過占比下降跨度閾值,或者可控性能信息超過能量上升跨度閾值,則生成高熱影響信號(hào);同時(shí)對熱失控?cái)U(kuò)散進(jìn)行分析預(yù)測;
16、供應(yīng)性能信息和可控性能信息分別為電芯控制儲(chǔ)能電池實(shí)時(shí)供應(yīng)量均值與當(dāng)前階段供應(yīng)需求量的占比對應(yīng)下降跨度、電芯內(nèi)部能量衰減時(shí)段與能量增加時(shí)段的非重疊時(shí)段內(nèi),電芯內(nèi)部非衰減能量上升跨度值。
17、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式,采集溫升梯度參數(shù)和機(jī)械損耗參數(shù),若溫升梯度參數(shù)超過溫梯跨度閾值,或者機(jī)械損耗參數(shù)超過損耗跨度閾值,則生成熱擴(kuò)散信號(hào);若溫升梯度參數(shù)未超過溫梯跨度閾值,且機(jī)械損耗參數(shù)未超過損耗跨度閾值,則生成無擴(kuò)散信號(hào);
18、溫升梯度參數(shù)和機(jī)械損耗參數(shù)分別為儲(chǔ)能電池內(nèi)部出現(xiàn)熱失控后以電池厚度方向上溫度梯度擴(kuò)大跨度、儲(chǔ)能電池當(dāng)前熱環(huán)境下電池內(nèi)部表面任意位置超出損耗均值的機(jī)械損耗量上升跨度。
19、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式,擴(kuò)散趨勢監(jiān)測過程如下:
20、得到擴(kuò)散點(diǎn)位,并完成軌跡預(yù)測,分析擴(kuò)散點(diǎn)位所在位置,若所在位置對應(yīng)氣體擴(kuò)散方向?yàn)橹亓Ψ较颍瑒t標(biāo)記為朝重方向,若所在位置對應(yīng)氣體擴(kuò)散方向?yàn)榉侵亓Ψ较?,則標(biāo)記為反重方向;
21、當(dāng)擴(kuò)散方向?yàn)槌胤较驎r(shí),得到擴(kuò)散氣體以擴(kuò)散方向的擴(kuò)散速度并以擴(kuò)散方向?yàn)樗骄€,根據(jù)氣體密度得到高密度氣體和低密度氣體的下降速度和上升速度,并根據(jù)速度數(shù)值得到氣體擴(kuò)散的下降氣體弧線和上升氣體弧線,并以弧線方向作為擴(kuò)散防護(hù)方向,同時(shí)根據(jù)對應(yīng)密度氣體的可燃性,將下降氣體弧線或者上升氣體弧線設(shè)定為火焰噴射方向,并對火焰噴射方向進(jìn)行防護(hù)。
22、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式,當(dāng)擴(kuò)散方向?yàn)榉粗胤较驎r(shí),得到氣體弧線,若反重方向的氣體弧線對應(yīng)高密度氣體為可燃?xì)怏w時(shí),管理員根據(jù)對應(yīng)氣體類型進(jìn)行所在區(qū)域防護(hù);若反重方向的氣體弧線對應(yīng)低密度氣體為可燃?xì)怏w時(shí),管理員根據(jù)泄漏擴(kuò)散氣體特性進(jìn)行火焰噴射防護(hù)。
23、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式,溯源控制過程如下:
24、采集占比系數(shù)和速度系數(shù),若占比系數(shù)超過次數(shù)占比閾值,且速度系數(shù)未超過速度占比閾值,則生成優(yōu)先控制信號(hào);若占比系數(shù)未超過次數(shù)占比閾值,或者速度系數(shù)超過速度占比閾值,則生成優(yōu)先防護(hù)信號(hào);
25、占比系數(shù)為完成熱量釋放控制次數(shù)與總控制次數(shù)的占比以及當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)反應(yīng)物異常數(shù)量中非首次熱量釋放控制的數(shù)量占比對應(yīng)占比的數(shù)值比;
26、速度系數(shù)為風(fēng)險(xiǎn)反應(yīng)物熱失控產(chǎn)生后擴(kuò)散產(chǎn)生的間隔時(shí)長縮短速度與擴(kuò)大產(chǎn)生持續(xù)時(shí)長的增加速度對應(yīng)速度的數(shù)值比。
27、一種儲(chǔ)能電池的熱失控?cái)U(kuò)散測試系統(tǒng),包括服務(wù)器,服務(wù)器通訊連接有內(nèi)部能量監(jiān)測單元、熱失控?cái)U(kuò)散分析單元、擴(kuò)散趨勢監(jiān)測單元以及溯源控制單元;
28、內(nèi)部能量監(jiān)測單元,用于對儲(chǔ)能電池內(nèi)部進(jìn)行能量監(jiān)測,根據(jù)儲(chǔ)能電池的運(yùn)行過程分析推斷當(dāng)前電池內(nèi)部的能量狀態(tài),以便于實(shí)時(shí)監(jiān)測是否存在能量熱擾動(dòng);
29、熱失控?cái)U(kuò)散分析單元,用于完成儲(chǔ)能電池內(nèi)部能源監(jiān)測后,若儲(chǔ)能電池內(nèi)部能量熱擾動(dòng)監(jiān)測異常且控制效果差,對儲(chǔ)能電池進(jìn)行熱失控?cái)U(kuò)散分析評(píng)估,根據(jù)數(shù)據(jù)采集分析對儲(chǔ)能電池的熱失控?cái)U(kuò)散進(jìn)行分析評(píng)估;
30、擴(kuò)散趨勢監(jiān)測單元,用于在儲(chǔ)能電池出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象后,根據(jù)實(shí)時(shí)熱失控產(chǎn)生的氣體泄漏趨勢結(jié)合泄漏點(diǎn)所在位置進(jìn)行分析;
31、溯源控制單元,用于通過熱失控?cái)U(kuò)散趨勢預(yù)測監(jiān)測以及防護(hù),并在完成后對儲(chǔ)能電池進(jìn)行溯源監(jiān)測。
32、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
33、1、本發(fā)明中,對儲(chǔ)能電池內(nèi)部進(jìn)行能量監(jiān)測,根據(jù)儲(chǔ)能電池的運(yùn)行過程分析推斷當(dāng)前電池內(nèi)部的能量狀態(tài),以便于實(shí)時(shí)監(jiān)測是否存在能量熱擾動(dòng),以便于及時(shí)對熱失控進(jìn)行預(yù)警,同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測儲(chǔ)能電池的能量狀態(tài),也能夠更加合理地進(jìn)行電池充能放能控制,促進(jìn)儲(chǔ)能電池運(yùn)行效率的同時(shí)提高了儲(chǔ)能電池的使用安全性;
34、完成儲(chǔ)能電池內(nèi)部能源監(jiān)測后,若儲(chǔ)能電池內(nèi)部能量熱擾動(dòng)監(jiān)測異常且控制效果差,對儲(chǔ)能電池進(jìn)行熱失控?cái)U(kuò)散分析評(píng)估,根據(jù)數(shù)據(jù)采集分析對儲(chǔ)能電池的熱失控?cái)U(kuò)散進(jìn)行分析評(píng)估,根據(jù)儲(chǔ)能電池的實(shí)時(shí)能量狀態(tài)準(zhǔn)確判斷熱失控?cái)U(kuò)散影響程度,便于事先進(jìn)行針對性防護(hù),降低熱失控對儲(chǔ)能電池?fù)p傷也降低儲(chǔ)能電池對用電端的供應(yīng)影響。
35、2、本發(fā)明中,在儲(chǔ)能電池出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象后,根據(jù)實(shí)時(shí)熱失控產(chǎn)生的氣體泄漏趨勢結(jié)合泄漏點(diǎn)所在位置進(jìn)行分析,推斷儲(chǔ)能電池的熱失控?cái)U(kuò)散的發(fā)展趨勢以及對泄漏軌跡進(jìn)行合理預(yù)測,便于針對防護(hù)且在無法控制熱失控避免時(shí)及時(shí)進(jìn)行泄漏軌跡方向的防護(hù),降低儲(chǔ)能電池內(nèi)部熱失控?cái)U(kuò)散帶來的影響;
36、通過熱失控?cái)U(kuò)散趨勢預(yù)測監(jiān)測以及防護(hù),并在完成后對儲(chǔ)能電池進(jìn)行溯源監(jiān)測,推斷當(dāng)前儲(chǔ)能電池出現(xiàn)熱失控?cái)U(kuò)散的原因即造成能量熱失控的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物,以便于在儲(chǔ)能電池同運(yùn)行環(huán)境能夠針對性進(jìn)行監(jiān)測,同時(shí)能夠準(zhǔn)確規(guī)避降低熱失控?cái)U(kuò)散的影響。