[發(fā)明專(zhuān)利]鋰離子電池?zé)崾Э氐哪芰坑?jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811025249.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109270460B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志榮;毛寧;楊赟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/3842
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/3842
• 代理公司: 南京品智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

1.一種鋰離子電池?zé)崾Э氐哪芰坑?jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）假設(shè)系統(tǒng)中存在n個(gè)電池，發(fā)生熱失控的是第r號(hào)電池，其他電池序號(hào)從1至n；

2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取發(fā)生熱失控的第r號(hào)電池的化學(xué)反應(yīng)熱，以J表示單位，即焦耳；

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取系統(tǒng)傳遞給i號(hào)電池的熱量，以J表示單位，即焦耳；

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取發(fā)生熱失控的電池引起的火焰熱輻射量，以J表示單位，即焦耳；

根據(jù)能量守恒定律，得到系統(tǒng)熱平衡方程為，

其中，表示系統(tǒng)熱損失，所述系統(tǒng)熱損失指的是電池傳遞給外部空間的熱量；

通過(guò)上述方程求出系統(tǒng)的熱損失；

3）假設(shè)第r號(hào)電池?zé)崾Э睾螅到y(tǒng)傳遞給i號(hào)電池的熱量與距離成如下函數(shù)關(guān)系，

，

由此方程能獲??；從而推導(dǎo)建立鋰離子電池組熱傳遞和能量傳遞計(jì)算模型，與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的有效性；

所述是指r號(hào)電池和i號(hào)電池之間的距離；

4）利用步驟3）的模型計(jì)算鋰離子電池組的溫度分布，通過(guò)熱失控的臨界判據(jù)預(yù)測(cè)熱失控傳播，與實(shí)驗(yàn)測(cè)試現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證熱失控連鎖反應(yīng)的預(yù)測(cè)方法的有效性；

所述n為大于1的自然數(shù)，其中1≤i≤n；

在步驟2）中，系統(tǒng)傳遞給i號(hào)電池的熱量，由公式求出；其中，表示鋰離子電池平均比熱，單位是J/kg?K；m是鋰離子電池質(zhì)量，單位是kg；是i號(hào)電池溫度增高值，溫度的單位是K，即開(kāi)爾文。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池?zé)崾Э氐哪芰坑?jì)算方法，其特征在于，步驟4）中熱失控連鎖反應(yīng)的預(yù)測(cè)方法流程，包括以下步驟：

4-1）假設(shè)系統(tǒng)中存在n個(gè)電池，發(fā)生熱失控的是r號(hào)電池，其他電池序號(hào)從1至n；

4-2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取發(fā)生熱失控的r號(hào)電池的化學(xué)反應(yīng)熱，以J表示單位，即焦耳；

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取系統(tǒng)傳遞給i號(hào)電池的熱量，以J表示單位，即焦耳；

通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取發(fā)生熱失控的電池引起的火焰熱輻射量，以J表示單位，即焦耳；

根據(jù)能量守恒定律，得到系統(tǒng)熱平衡方程為，

其中，表示系統(tǒng)熱損失，所述系統(tǒng)熱損失指的是電池傳遞給外部空間的熱量；

通過(guò)上述方程求出系統(tǒng)的熱損失；

4-3）假設(shè)r號(hào)電池?zé)崾Э睾?，系統(tǒng)傳遞給i號(hào)電池的熱量與距離成如下函數(shù)關(guān)系，

，

由此方程能獲??；從而推導(dǎo)建立鋰離子電池組熱傳遞和能量傳遞計(jì)算模型，與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的有效性；

所述是指r號(hào)電池和i號(hào)電池之間的距離；

4-4）將步驟4-3）得到的代入余下的各電池的熱平衡方程，得到各電池對(duì)應(yīng)的熱量以及電池升高的溫度；

為發(fā)生熱失控的r號(hào)電池的化學(xué)反應(yīng)熱，以J表示單位，即焦耳；

為系統(tǒng)傳遞給i號(hào)電池的熱量，以J表示單位，即焦耳；

為發(fā)生熱失控的電池引起的火焰熱輻射量，以J表示單位，即焦耳；

根據(jù)能量守恒定律，得到系統(tǒng)熱平衡方程為，

其中，表示系統(tǒng)熱損失，所述系統(tǒng)熱損失指的是電池傳遞給外部空間的熱量；

通過(guò)上述方程求出系統(tǒng)的熱損失；

所述是指r號(hào)電池和i號(hào)電池之間的距離；

4-5）根據(jù)熱失控臨界值，來(lái)判斷各電池是否發(fā)生熱失控，如果發(fā)生，則進(jìn)入步驟4-6）；否則預(yù)測(cè)流程結(jié)束；

4-6）將熱失控電池的數(shù)量加1，并記錄對(duì)應(yīng)電池的編號(hào)，然后進(jìn)入步驟4-4）。