一种电池热失控开阀压力获取方法及装置与流程

本技术涉及电池安全，具体而言，涉及一种电池热失控开阀压力获取方法及装置。

背景技术：

1、随着锂离子电池在新能源汽车领域的广泛应用，锂电池的安全性能受到社会的密切关注。电池安全设计的关键是热失控的评估和防护，热失控伴随着剧烈的产热产气反应，量化电池在热失控过程由产热产气带来的压力变化并获取相应的开阀压力，对锂离子电池的安全设计具有重要意义。

2、现有技术中主要采用压力传感器获取电池内部压力。在使用该方法的过程中，一方面，布置压力传感器对电池而言是有损操作，需要在电池表面钻孔，使压力传感器能探测到电池内压变化，操作繁琐，难以保证气密性，且损伤电池；另一方面，热失控过程的压力变化迅速，需要使用高精度的压力传感器才能获得准确的内压数据，高精度的压力传感器设备昂贵，热失控过程的高温烟气可能会使压力测试设备报废，导致压力测试难以为继且成本较高。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种电池热失控开阀压力获取方法及装置，基于待测电池的物性参数计算电池热失控开阀压力，无需在电池上布置压力传感器，保证了热失控发生前电池的气密性，解决了现有方法需要使用压力传感器导致电池气密性差以及热失控过程容易损坏压力传感器导致压力测试难以为继且成本较高的问题。

2、本技术实施例提供了一种电池热失控开阀压力获取方法，所述方法包括：

3、获取待测电池的物性参数、环境温度和环境压力；

4、基于设定触发方式并利用热失控测试装置触发热失控，以获取热失控过程中电池温度时间关系以及开阀温度；

5、基于所述电池温度时间关系和开阀温度计算电池内部压力变化；

6、基于所述电池内部压力变化计算电池热失控开阀压力。

7、在上述实现过程中，基于待测电池的物性参数计算电池热失控开阀压力，无需在电池上布置压力传感器，降低了测试的难度，保证了热失控发生前电池的气密性，避免了热失控过程的高温烟气使传感器报废的问题，可持续开展不同电池的开阀压力测试，解决了现有方法需要使用压力传感器导致电池气密性差以及热失控过程容易损坏压力传感器导致压力测试难以为继且成本较高的问题。

8、进一步地，所述获取待测电池的物性参数，包括：

9、获取所述待测电池的内部尺寸和外部尺寸，并计算总体积v、内部实体体积vs以及体积利用率，所述体积利用率表示为：

10、获取所述待测电池的质量m，并计算实体密度：

11、获取所述待测电池的容量c、平台电压u，并计算能量密度：

12、获取同型号电池的总产气量mge和气体摩尔质量m∞，并计算产气率：

13、获取同型号电池的比热容cs、产热起始温度t1、产热最高温度t3，并计算内短路产热占比：

14、在上述实现过程中，获取待测电池的基本物性参数，包括尺寸参数、质量参数、容量能量参数、产气参数、产热参数等，以便用于计算热失控开阀压力，避免使用压力传感器。

15、进一步地，所述基于所述电池温度时间关系和开阀温度计算电池内部压力变化，包括：

16、基于所述电池温度时间关系和所述开阀温度计算热失控过程中的温度转化率和开阀温度转化率，所述温度转化率表示为：

17、

18、其中，t(t)表示电池温度时间关系；

19、所述开阀温度转化率表示为：

20、

21、其中，tv表示开阀温度；

22、基于所述开阀温度转化率计算产气转化率，所述产气转化率表示为：

23、αg(t)＝kgαt(t)；

24、其中，kg表示基于触发方式的因子；

25、计算热失控过程中电池内部压力变化：

26、

27、其中，r0表示普适气体系数，ta表示环境温度，pa表示环境压力。

28、在上述实现过程中，基于电池温度时间关系和开阀温度计算电池内部压力变化，以便基于电池内部压力变化计算电池热失控开阀压力。

29、进一步地，所述基于所述电池内部压力变化计算电池热失控开阀压力，包括：

30、令则电池热失控开阀压力表示为：

31、

32、在上述实现过程中，给出了基于电池内部压力变化计算电池热失控开阀压力的具体方法，避免了使用压力传感器获得电池内部压力变化计算电池热失控开阀压力导致的电池气密性差、容易损坏压力传感器等诸多问题。

33、进一步地，在所述基于设定触发方式并利用热失控测试装置触发热失控的步骤之前，所述方法还包括：

34、将所述待测电池放置于测试夹具后，放置于所述热失控测试装置中。

35、在上述实现过程中，利用测试夹具确保热失控过程待测电池的总体积的变化可忽略，增强计算结果的准确性。

36、本技术实施例还提供一种电池热失控开阀压力获取装置，所述装置包括：

37、参数获取模块，用于获取待测电池的物性参数、环境温度和环境压力；

38、热失控参数获取模块，用于基于设定触发方式并利用热失控测试装置触发热失控，以获取热失控过程中电池温度时间关系以及开阀温度；

39、压力变化计算模块，用于基于所述电池温度时间关系和开阀温度计算电池内部压力变化；

40、开阀压力计算模块，用于基于所述电池内部压力变化计算电池热失控开阀压力。

41、在上述实现过程中，基于待测电池的物性参数计算电池热失控开阀压力，无需在电池上布置压力传感器，降低了测试的难度，保证了热失控发生前电池的气密性，避免了热失控过程的高温烟气使传感器报废的问题，可持续开展不同电池的开阀压力测试，解决了现有方法需要使用压力传感器导致电池气密性差以及热失控过程容易损坏压力传感器导致压力测试难以为继且成本较高的问题。

42、进一步地，所述参数获取模块包括：

43、尺寸参数计算模块，用于获取所述待测电池的内部尺寸和外部尺寸，并计算总体积v、内部实体体积vs以及体积利用率，所述体积利用率表示为：

44、质量参数计算模块，用于获取所述待测电池的质量m，并计算实体密度：

45、容量能量参数计算模块，用于获取所述待测电池的容量c、平台电压u，并计算能量密度：

46、产气参数计算模块，用于获取同型号电池的总产气量mge和气体摩尔质量m∞，并计算产气率：

47、产热参数计算模块，用于获取同型号电池的比热容cs、产热起始温度t1、产热最高温度t3，并计算内短路产热占比：

48、在上述实现过程中，获取待测电池的基本物性参数，包括尺寸参数、质量参数、容量能量参数、产气参数、产热参数等，以便用于计算热失控开阀压力，避免使用压力传感器。

49、进一步地，所述压力变化计算模块包括：

50、温度转化率计算模块，用于基于所述电池温度时间关系和所述开阀温度计算热失控过程中的温度转化率和开阀温度转化率，所述温度转化率表示为：

51、

52、其中，t(t)表示电池温度时间关系；

53、所述开阀温度转化率表示为：

54、

55、其中，tv表示开阀温度；

56、产气转化率计算模块，用于基于所述开阀温度转化率计算产气转化率，所述产气转化率表示为：

57、αg(t)＝kgαt(t)；

58、其中，kg表示基于触发方式的因子；

59、电池内部压力变化计算模块，用于计算热失控过程中电池内部压力变化：

60、

61、其中，r0表示普适气体系数，ta表示环境温度，pa表示环境压力。

62、在上述实现过程中，基于电池温度时间关系和开阀温度计算电池内部压力变化，以便基于电池内部压力变化计算电池热失控开阀压力。

63、本技术实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行计算机程序以使所述电子设备执行上述中任一项所述的电池热失控开阀压力获取方法。

64、本技术实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述中任一项所述的电池热失控开阀压力获取方法。