[發明專利]一種鋰離子電池組連鎖爆炸的檢測系統和概率評估方法

有效

• 申請號: 201611111191.4
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106706705B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 朱艷麗;齊創;高飛;焦清介;王松岑;楊凱
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;中國電力科學研究院;國家電網公司;國網江蘇省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54;G01D21/02;G06Q10/06
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 高爽

本發明提供了一種鋰離子電池組連鎖爆炸的檢測系統和概率評估方法，該概率評估方法包括：1)測定單體電池的爆炸概率Y_T與溫度T的關系式；2)測定單體電池的爆炸概率Y_N與變形量N的關系式；3)根據步驟1)和步驟2)得出所述單體電池在不同溫度和變形量下發生爆炸的總概率Y的表達式；4)檢測鋰離子電池組中各單體電池的溫度和變形量，根據Y的表達式計算出各單體電池的爆炸概率，所述鋰離子電池組的連鎖爆炸概率為各單體電池中最高的爆炸概率。本發明的鋰離子電池組連鎖爆炸的檢測系統和概率評估方法可用于檢測鋰離子電池組在不同工況下的實時連鎖爆炸概率及發生連鎖爆炸反應的臨界條件，從而可做出有針對性的安全性防控。

技術領域

本發明屬于電池組安全性能檢測領域，具體涉及一種鋰離子電池組連鎖爆炸的概率評估方法，以及一種鋰離子電池組連鎖爆炸的檢測系統。

背景技術

鋰離子電池是目前發展前景非常好的一種“綠色電池”，與其它電池相比，鋰離子電池具有儲能效率高和使用壽命長等優點。由于鋰離子電池具有工作電壓高、比能量大、體積小、可快速充放電等一系列顯著優點，現廣泛應用于電動汽車、便攜式設備、能量儲存、航空航天等領域。

但鋰離子電池因其高能量密度及采用有機易燃電解液體系，當發生濫用或使用環境較差時，在一定條件下會引發熱失控，引起安全事故，比如燃燒或爆炸。當單體鋰離子電池通過一定的安裝方式組成電池組時，部分單體電池可能因為電池組箱的結構設計等原因會處于高溫環境，從而引發熱失控，進而引發整個電池組的連鎖爆炸。

現有相關的鋰離子電池標準對單體鋰離子電池提出了很高的要求，但對鋰離子電池成組后的安全性評估方法還近乎沒有。為了避免鋰離子電池組使用時安全隱患的發生，亟需提供一種對鋰離子電池組的連鎖爆炸可能性進行評估的方法和檢測系統，以得到不同工況下鋰離子電池組引發連鎖爆炸的條件，進而對鋰離子電池組進行相應的結構改進，提高單體電池成組后的安全性能。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種鋰離子電池組連鎖爆炸的概率評估方法，以及一種鋰離子電池組連鎖爆炸的檢測系統，可用于實時檢測不同工況下鋰離子電池組發生連鎖爆炸的概率。

根據本發明的第一方面，本發明提供了一種鋰離子電池組連鎖爆炸的概率評估方法，該概率評估方法包括以下步驟：

1)測定組成所述鋰離子電池組的單體電池在不同溫度下發生爆炸的概率，根據數據擬合獲得單體電池的爆炸概率Y_T與溫度T的關系式：Y_T＝f(T)；

2)測定組成所述鋰離子電池組的單體電池在不同變形量下發生爆炸的概率，根據數據擬合獲得單體電池的爆炸概率Y_N與變形量N的關系式：Y_N＝f(N)；

3)根據步驟1)和步驟2)得出所述鋰離子單體電池在不同溫度和變形量下發生爆炸的總概率Y的表達式為Y＝af(T)+bf(N)，其中，a、b為調節系數，1≤a≤1.5，1≤b≤1.3；

4)檢測所述鋰離子電池組中各單體電池的溫度和變形量，根據步驟3)所述Y的表達式計算出各單體電池的爆炸概率，所述鋰離子電池組連鎖爆炸概率為各單體電池中最高的爆炸概率。

根據本發明的第二方面，本發明提供一種鋰離子電池組連鎖爆炸的檢測系統，該檢測系統包括：防爆箱、電池夾持裝置、實時檢測裝置、實時接收裝置和工況裝置；

所述電池夾持裝置安裝在防爆箱內，用于夾持鋰離子電池組；

所述實時檢測裝置包括分別用于檢測所述鋰離子電池組中各單體電池的溫度和變形量的溫度傳感器和應變片；

所述實時接收裝置用于實時接收所述實時檢測裝置的數據；

所述工況裝置與鋰離子電池組相連接。