[發(fā)明專利]鋰離子電池熱失控的能量計算方法

有效

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

本發(fā)明鋰離子電池熱失控的能量計算方法涉及的是一種能量計算方法，尤其是一種鋰離子電池反應(yīng)失控過程中產(chǎn)生的化學反應(yīng)熱量的計算方法。通過預測鋰離子電池熱失控連鎖反應(yīng)的溫度，從而計算鋰離子電池熱失控的熱量，在鋰離子事故發(fā)生之前，對周圍的環(huán)境進行改善，以減少由于鋰離子電池事故造成的損失。若鋰離子電池發(fā)生了熱失控，可根據(jù)該方法，反向推理，調(diào)查造成事故的原因。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明鋰離子電池熱失控的能量計算方法涉及的是一種能量計算方法，尤其是一種鋰離子電池反應(yīng)失控過程中產(chǎn)生的化學反應(yīng)熱量的計算方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段關(guān)于鋰離子電池熱失控后的能量計算方法較少，而近年來，鋰離子電池的火災(zāi)爆炸事故時有發(fā)生。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，通過鋰離子電池組的溫度變化和分布特征，可以研究鋰離子電池組熱失控過程的能量傳遞規(guī)律。通過分析該規(guī)律，在鋰離子事故發(fā)生后，對周圍的環(huán)境進行改善，以減少由于鋰離子電池事故造成的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述不足之處，提供一種鋰離子電池熱失控的能量計算方法，通過數(shù)據(jù)處理，根據(jù)系統(tǒng)熱平衡原理，推導建立鋰離子電池平均比熱的計算方法。

本發(fā)明是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

鋰離子電池熱失控的能量計算方法，包括如下步驟：

1）假設(shè)系統(tǒng)中存在n個電池，發(fā)生熱失控的是第r號電池，其他電池序號從1至n；

2）通過實驗測試獲取發(fā)生熱失控的第r號電池的化學反應(yīng)熱，以J表示單位，即焦耳；

通過實驗測試獲取系統(tǒng)傳遞給i號電池的熱量，以J表示單位，即焦耳；

通過實驗測試獲取發(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；

通過上述方程求出系統(tǒng)的熱損失；

3）假設(shè)第r號電池熱失控后，系統(tǒng)傳遞給i號電池的熱量與距離成如下函數(shù)關(guān)系，

，

由此方程能獲取；從而推導建立鋰離子電池組熱傳遞和能量傳遞計算模型，與實驗測試結(jié)果進行對比，驗證模型的有效性；

所述是指r號電池和i號電池之間的距離；

4）利用步驟3）的模型計算鋰離子電池組的溫度分布，通過熱失控的臨界判據(jù)預測熱失控傳播，與實驗測試現(xiàn)象進行對比，驗證熱失控連鎖反應(yīng)的預測方法的有效性；

所述n為大于1的自然數(shù)，所述1≤i≤n。

步驟2）中，系統(tǒng)傳遞給i號電池的熱量，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號電池溫度增高值，溫度的單位是K（開爾文）。

本發(fā)明方法科學實用，通過預測鋰離子電池熱失控連鎖反應(yīng)的溫度，從而計算鋰離子電池熱失控的熱量，在鋰離子事故發(fā)生之前，對周圍的環(huán)境進行改善，以減少由于鋰離子電池事故造成的損失。若鋰離子電池發(fā)生了熱失控，可根據(jù)該方法，反向推理，調(diào)查造成事故的原因。

附圖說明

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖1是本發(fā)明涉及的計算方法流程圖；

圖2是本發(fā)明涉及的熱失控連鎖反應(yīng)的預測方法流程圖；

圖3是本發(fā)明使用狀態(tài)的實施例示意圖。

具體實施方式