CN113673102B - 一种电池包预测起火时间计算方法、装置及设备 - Google Patents

一种电池包预测起火时间计算方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电池包预测起火时间计算方法、装置及设备，确定在电池包热扩散试验中的起始电芯。获取起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。起始电芯的火焰半径和目标电芯的火焰半径存在重叠部分。从起始电芯发生热失控到目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，重叠部分被热辐射预设数量次。确定重叠部分所属电芯到终止电芯之间最短热联锁路径对应的最小热失控次数。热联锁次数和最小热失控间隔时间的乘积为第二时间。第三时间为目标电芯发生热失控到重叠部分所属电芯发生热失控的时间。第四时间为从终止电芯发生热失控到防爆阀漏火的时间。第一时间、第二时间、第三时间和第四时间的和为电池包预测起火时间。

Description

一种电池包预测起火时间计算方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池包预测起火时间计算方法、装置及设备。
背景技术
为了实现绿色出行，越来越多的电动汽车被用户选择。电动汽车中的电池包存在发生热失控的风险，严重时还会引起起火或爆炸等危险情况。
在电池包的设计过程中，需要进行电池包热扩散试验，获取从电池内的电芯发生热失控到电池包起火的时间。当计算得到的热失控起火时间满足国标规定时，确定电池包符合要求。
目前，需要提供一种在电池包热扩散试验中获取从电池内的电芯发生热失控到电池包起火的时间的方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电池包预测起火时间计算方法、装置及设备，用于计算在电池包热扩散试验中从电池内的电芯发生热失控到电池起火的最小时间。
为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：
本申请实施例提供一种电池包预测起火时间计算方法，所述方法包括：
确定电池包热扩散试验中的起始电芯；所述起始电芯为电池包中心范围内的任一个电芯；
获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间；所述起始电芯的火焰半径和所述目标电芯的火焰半径存在重叠部分；所述重叠部分位于相邻模组且从所述起始电芯发生热失控到所述目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，所述重叠部分被热辐射预设数量次；所述预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分；
获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，基于所述最短热联锁路径确定最小热失控次数；所述终止电芯发生热失控时，防爆阀在所述终止电芯的火焰半径内；
基于所述最小热失控次数和最小热失控间隔时间的乘积，确定第二时间；
计算所述第一时间、所述第二时间、第三时间和第四时间的和，获取所述电池包预测起火时间；所述第三时间为所述目标电芯发生热失控到所述重叠部分所属电芯发生热失控的时间；所述第四时间为从所述终止电芯发生热失控到所述防爆阀漏火的时间。
可选地，所述方法还包括：
获取单个电芯热失控时间；
所述获取单个电芯热失控时间，包括：
获取单个电芯在高度方向上等分后的每份电芯；
基于第一份电芯的电芯热物性参数、所述第一份电芯的热仿真条件和所述第一份电芯的热仿真模型进行热仿真试验，获取所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线；所述第一份电芯的上表面和所述单个电芯的上表面相同；
根据所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线，将所述第一份电芯的质量质心达到热失控温度的时间作为单个电芯热失控时间。
可选地，所述获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间，包括：
基于对象电芯的电芯热物性参数、所述对象电芯的热仿真条件和所述对象电芯的热仿真模型进行热仿真试验；对象电芯为所述起始电芯所属模组中任一电芯；
通过所述热仿真试验获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。
可选地，所述获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，包括：
将所述重叠部分所属电芯确定为热联锁电芯；所述重叠部分所属电芯为所述目标电芯发生热失控之后的下一个发生热失控的相邻模组的电芯；
基于所述电池包内热失控电芯的热辐射和热传导，确定所述电池包内热失控电芯所属模组内的其余热失控电芯；所述热失控电芯包括所述热联锁电芯；
基于所述电池包内热失控电芯的热辐射，确定下一个被热辐射预设数量次的热联锁电芯；
重新执行所述基于所述电池包内热失控电芯的热辐射和热传导，确定所述电池包内热失控电芯所属模组内的其余热失控电芯以及后续步骤，直至所述终止电芯发生热失控，获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径。
可选地，所述方法还包括：
当所述电池包预测起火时间大于第一规定时间后，确定所述电池包符合设计要求。
可选地，所述方法还包括：
在所述起始电芯发生热失控后，记录电池管理系统发出报警的第五时间；
计算所述电池包预测起火时间与所述第五时间的差，将所述差作为实际预测电池包起火时间；
当所述实际预测电池包起火时间大于第二规定时间后，确定所述电池包符合设计要求。
本申请实施例还提供了一种电池包预测起火时间计算装置，该装置包括：
第一确定单元，用于确定电池包热扩散试验中的起始电芯；所述起始电芯为电池包中心范围内的任一个电芯；
第一获取单元，用于获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间；所述起始电芯的火焰半径和所述目标电芯的火焰半径存在重叠部分；所述重叠部分位于相邻模组且从所述起始电芯发生热失控到所述目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，所述重叠部分被热辐射预设数量次；所述预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分；
第二获取单元，用于获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，基于所述最短热联锁路径确定最小热失控次数；所述终止电芯发生热失控时，防爆阀在所述终止电芯的火焰半径内；
第二确定单元，用于基于所述最小热失控次数和最小热失控间隔时间的乘积，确定第二时间；
第一计算单元，用于计算所述第一时间、所述第二时间、第三时间和第四时间的和，获取所述电池包预测起火时间；所述第三时间为所述目标电芯发生热失控到所述重叠部分所属电芯发生热失控的时间；所述第四时间为从所述终止电芯发生热失控到所述防爆阀漏火的时间。
可选地，所述装置还包括：
第三获取单元，用于获取单个电芯热失控时间；
所述第三获取单元，包括：
第一获取子单元，用于获取单个电芯在高度方向上等分后的每份电芯；
第二获取子单元，用于基于第一份电芯的电芯热物性参数、所述第一份电芯的热仿真条件和所述第一份电芯的热仿真模型进行热仿真试验，获取所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线；所述第一份电芯的上表面和所述单个电芯的上表面相同；
第一确定子单元，用于根据所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线，将所述第一份电芯的质量质心达到热失控温度的时间作为单个电芯热失控时间。
本申请实施例还提供了一种电池包预测起火时间计算设备，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述任一项所述的电池包预测起火时间计算方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储计算机程序，所述计算机程序用于执行如上述任一项所述的电池包预测起火时间计算方法。
通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：
本申请实施例提供了一种电池包预测起火时间计算方法、装置及设备，确定在电池包热扩散试验中的起始电芯，起始电芯为热扩散试验中电池包里发生热失控的第一个电芯。起始电芯发生热失控后，会使同一模组内的其余电芯发生热失控，获取从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。其中，起始电芯的火焰半径和目标电芯的火焰半径存在重叠部分，该重叠部分位于相邻模组且从起始电芯发生热失控到目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，重叠部分被热辐射预设数量次。预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分。即重叠部分被热辐射预设数量次后，会发生热失控，重叠部分所属电芯为热联锁电芯。由于热失控电芯和热联锁电芯，电池包内会产生更多的热失控电芯，最终导致终止电芯发生热失控。由于防爆阀在终止电芯的火焰半径内，终止电芯发生热失控后，防爆阀会发生起火。确定重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，进而确定最小热失控次数。基于热联锁次数和最小热失控间隔时间的乘积，获取第二时间。确定第三时间为目标电芯发生热失控到重叠部分所属电芯发生热失控的时间，第四时间为从终止电芯发生热失控到防爆阀漏火的时间。计算第一时间、第二时间、第三时间和第四时间的和，将和确定为电池包预测起火时间。由此，确定了电池包热扩散试验中电池包发生热失控到起火的预测时间，根据该预测时间可判断电池包是否符合设计要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电池包预测起火时间计算方法的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电池包预测起火时间计算方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种单个电芯等分结果示意图；
图4a为本申请实施例提供的一种电池包预测起火时间计算方法的时序分析示意图；
图4b为本申请实施例提供的热联锁电芯的示意图；
图4c为本申请实施例提供的热仿真试验中电池包发生热失控到起火的过程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电池包预测起火时间计算装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
为了便于理解和解释本申请实施例提供的技术方案，下面先对本申请实施例的背景技术进行说明。
为了实现绿色出行，越来越多的电动汽车被用户选择。电动汽车中的电池包存在发生热失控的风险，严重时还会引起起火或爆炸等危险情况。
在电池包的设计过程中，需要进行电池包热扩散试验，获取从电池内的电芯发生热失控到电池包起火的时间。当计算得到的热失控起火时间满足国标规定时，确定电池包符合要求。其中，电池包中的防爆阀漏火时确定电池包起火。
基于此，本申请提供了一种电池包预测起火时间计算方法、装置及设备，可以理解的是，本申请实施例提供的电池包预测起火时间计算方法可应用于终端设备中，由终端设备实现。其中，终端设备可以是现有的、正在研发的或将来研发的、能够通过任何形式的有线和/或无线连接(例如，Wi-Fi、LAN、蜂窝、同轴电缆等)相互交互的任何用户设备，包括但不限于：现有的、正在研发的或将来研发的智能可穿戴设备、智能手机、非智能手机、平板电脑、膝上型个人计算机、桌面型个人计算机、小型计算机、中型计算机、大型计算机等。本申请的实施方式在此方面不受任何限制。
为了便于理解本申请实施例提供的电池包预测起火时间计算方法，下面结合图1的示例性应用场景进行说明。其中，图1为电池包预测起火时间计算方法的示意图。
在实际应用中，图1为整个电池包的示意图，电池包包括多个电池模组，如图1中的模组9，每个电池模组中包括多个电芯，例如图1中的电芯1和电芯2。
在电池包热扩散试验中，确定起始电芯。起始电芯为电池中心范围内的任一个电芯，例如起始电芯为电芯1。起始电芯为电池包热扩散试验中电池包内初始发生热失控的电芯。起始电芯发生热失控后，由于起始电芯在模组内的热传导和在模组外的热辐射，会导致起始电芯所属模组中的其它电芯依次发生热失控。后续会导致起始电芯所属模组中的目标电芯2发生热失控。
获取从起始电芯1发生热失控到同一模组的目标电芯2发生热失控的第一时间。起始电芯的火焰半径3和目标电芯的火焰半径4存在重叠部分5。重叠部分5位于起始电芯所属模组的相邻模组且从起始电芯1发生热失控到目标电芯2发生热失控且进行热辐射的过程中，重叠部分5被热辐射预设数量次。其中，预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分。即重叠部分5被热辐射预设数量次后会发生热失控。由于重叠部分位于相邻模组上，则重叠部分所属电芯为热联锁电芯。热联锁电芯为电池包内由于热失控电芯导致热失控电芯所属模组的相邻模组上发生热失控的电芯。
在目标电芯2发生热失控且热联锁电芯发生热失控后，会由于热失控电芯的热传导和热辐射导致电池包内的其余电芯发生热失控。例如，由于目标电芯2发生热失控，会导致和目标电芯2相邻且位于目标电芯2上面的电芯依次发生热失控。由于热联锁电芯发生热失控，会导致热联锁电芯的相邻上下电芯均发生热失控。最终，电池包内的热失控电芯(包括热联锁电芯)会导致终止电芯6发生热失控。其中，终止电芯6发生热失控时，防爆阀7在终止电芯6的火焰半径8内且距离终止电芯6最近。
获取目标电芯2到终止电芯6之间的最短热联锁路径，基于最短热联锁路径确定最小热失控次数。基于最小热失控次数和最小热失控间隔时间的乘积，确定第二时间。
确定第三时间为目标电芯2发生热失控到重叠部分5所属电芯发生热失控的时间。确定第四时间为从终止电芯6发生热失控到防爆阀7漏火的时间。计算第一时间、第二时间、第三时间和第四时间的和，获取电池包预测起火时间。
本领域技术人员可以理解，图1所示的示意图仅是本申请的实施方式可以在其中得以实现的一个示例。本申请实施方式的适用范围不受到该示意图任何方面的限制。
为了便于理解本申请，下面结合附图对本申请实施例提供的一种电池包预测起火时间计算方法进行说明。
参见图2，图2为本申请实施例提供的一种电池包预测起火时间计算方法的流程图。如图2所示，该电池包预测起火时间计算方法包括S201-S205：
S201：确定电池包热扩散试验中的起始电芯；起始电芯为电池中心范围内的任一个电芯。
在电池包热扩散试验中，模拟电池包发生热失控，需要确定起始电芯。起始电芯为电池包热扩散试验中最先开始发生热失控的电芯。
为了模拟电池包从热失控到起火过程的相对恶劣情况，当电池包中心的电芯发生热失控时，电池包中心的电芯周围有很多相邻模组，容易引起周围模组中电芯的热联锁，进而容易使得防爆阀发生漏火/起火。因此，选择电池包中心范围内的任一个电芯作为起始电芯。
需要说明的是，电池中心范围可根据实际应用场景的实际需求进行设定，这里不对此进行限定。
在实际应用中，可选择中心范围内易于在相邻位置安装加热棒的电芯作为起始电芯。在实际应用中，可通过在起始电芯旁边设置加热棒使起始电芯发生热失控，模拟真实电池包发生热失控的场景。
S202：获取从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间；起始电芯的火焰半径和目标电芯的火焰半径存在重叠部分；重叠部分位于相邻模组且从起始电芯发生热失控到目标电芯发生热失控的过程中，重叠部分被热辐射预设数量次；预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分。
起始电芯发生热失控后，会形成火焰半径。不同型号的电芯，发生热失控时的火焰半径不同。因此，在电池包设计时，若电池包内的电芯型号已确定，则发生热失控时电芯的火焰半径是确定的。
起始电芯发生热失控后，会在同一模组内进行热传导，并在火焰半径范围内进行热辐射。同一模组内的相邻电芯受到热传导和热辐射后，会发生热失控。相邻模组内电芯则只可受到起始电芯的热辐射，在达到热联锁条件时会发生热联锁(即相邻模组内的电芯发生热失控)。在某时刻，同一模组的目标电芯会发生热失控。目标电芯通过如下内容进行限定，能够满足下述限定内容的电芯即为目标电芯：
起始电芯的火焰半径和目标电芯的火焰半径存在重叠部分。重叠部分位于相邻模组，且从起始电芯发生热失控到目标电芯发生热失控的过程中，重叠部分被热辐射预设数量次。
需要说明的是，预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分。其中，单个电芯热失控时间为单个电芯受到热辐射后，达到热失控温度的时间。
通常情况下，电芯的质量质心温度达到196度时，会发生热失控。热失控电芯会在热辐射时间内产生热辐射。一般，热失控电芯的热辐射时间可为10s，10s为经验值。获取单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间后，获取两者的商的整数部分，便可确定经历预设数量次热辐射(无热传导时)后，电芯的质量质心温度便会达到196度，从而发生热失控。
作为一种可选示例，热辐射时间的经验值可通过试验获取。即模拟多个电芯发生热失控，记录各个热失控电芯产生热辐射的时间，可取试验中各个热辐射时间的平均值作为热辐射时间的经验值。
在发生热失控的电池包内，受热失控电芯的热辐射影响，起始电芯所属模组的相邻模组中的电芯达到热联锁条件后会发生热失控，成为热联锁电芯。热联锁条件即为受到预设数量次热辐射。热联锁电芯为电池包内由于热失控电芯导致热失控电芯所属模组的相邻模组上发生热失控的电芯。
基于上述内容可知，重叠部分所属电芯即为目标电芯的下一发生热失控的热联锁电芯。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种获取单个电芯热失控时间的具体实施方式，具体请参见下文A1-A3。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种获取从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间的具体实施方式，具体请参见下文B1-B2。
S203：获取重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，基于最短热联锁路径确定最小热失控次数；终止电芯发生热失控时，防爆阀在终止电芯的火焰半径内。
在确定目标电芯之后，目标电芯之后下一个发生热失控的电芯即为重叠部分所属电芯，即热联锁电芯。可以理解的是，只有存在热联锁电芯，才可能使终止电芯发生热失控，导致电池包起火情况的发生。
起始电芯和目标电芯发生热失控后，由于热传导和热辐射，会继续使同一模组中的其它电芯发生热失控。热联锁电芯发生热失控，由于热联锁电芯的热传导和热辐射，会使热联锁电芯所属模组中的其它电芯发生热失控。
在起始电芯、目标电芯、目标电芯所属模组的其它电芯、热联锁电芯、热联锁电芯所属模组的其它电芯均发生热失控时，由于热失控电芯的热传导和热辐射，会产生下一个热联锁电芯直至使得终止电芯发生热失控，导致防爆阀漏火。其中，终止电芯发生热失控时，防爆阀在终止电芯的火焰半径内(可参见图1)。而且终止电芯为最先使得防爆阀漏火的电芯，则获取的目标电芯到终止电芯之间的热联锁路径为最短热联锁路径。
确定重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，基于最短热联锁路径确定最小热失控次数。其中，最短热联锁路径为从重叠部分所属电芯发生热失控到终止电芯发生热失控之间的最短路径。
例如，目标电芯发生热失控后，A电芯发生热联锁，导致A电芯所属模组的B、C、D电芯发生热失控，进而导致E电芯发生热联锁。E电芯发生热联锁，导致E电芯所属模组的F、G、H、I、J电芯发生热失控，进而导致K电芯发生热联锁，防爆阀在K电芯的火焰半径内，且K电芯最先使得防爆阀发生漏火，则K电芯为终止电芯。A-B-C-D-E-F-G-H-I-K为重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径。基于最短热联锁路径确定最小热失控次数为10次。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种获取重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径的具体实施方式，具体请参见下文C1-C4。
S204：基于最小热失控次数和最小热失控间隔时间的乘积，确定第二时间。
确定最小热失控次数后，获取最小热失控间隔时间，计算最小热失控次数和最小热失控间隔时间的乘积，该乘积即为第二时间。第二时间为从重叠部分所属电芯发生热失控到终止电芯发生热失控的时间。
其中，最小热失控间隔时间可为25s，25s为经验值。该经验值可通过热仿真试验获取。
作为一种可选示例，在热仿真试验中，设定电池包中多个电芯已经发生热失控，在此基础上，获取上一个电芯发生热失控到下一个电芯发生热失控的间隔时间，从多个热失控间隔时间中确定最小热失控间隔时间。可以理解的是，最小热失控间隔时间可看作是相对恶劣情况下的热失控间隔时间。相对恶劣情况可以理解为电池包中多个电芯已经发生热失控，由于多个电芯热失控后产生的热辐射和热传导，导致后续上一个电芯发生热失控到下一个电芯发生热失控的间隔时间逐渐变小。因此，在此条件下，从获取的多个热失控间隔时间中选取的最小热失控间隔时间为恶劣情况下的热失控间隔时间。
可以理解的是，确定最小热失控间隔时间的热仿真试验中，已经发生热失控的电芯的个数可根据实际应用场景的需求进行确定，这里对此不进行限定。
S205：计算第一时间、第二时间、第三时间和第四时间的和，获取电池包预测起火时间；第三时间为目标电芯发生热失控到重叠部分所属电芯发生热失控的时间，第四时间为从终止电芯发生热失控到防爆阀漏火的时间。
确定第三时间，第三时间为目标电芯发生热失控到重叠部分所属电芯发生热失控的时间。目标电芯发生热失控并产生的热辐射，是重叠部分所属电芯被热辐射预设数量次中的最后一次热辐射。
确定第四时间，第四时间为从终止电芯发生热失控到防爆阀漏火的时间。第四时间可取经验值1s。
计算第一时间、第二时间、第三时间和第四时间的和，将其作为电池包预测起火时间。当电池包预测起火时间大于第一规定时间后，确定电池包符合设计要求。第一规定时间为国标规定时间(即5min)与从起始电芯发生热失控后到电池管理系统发出报警的时间之和。
可以理解的是，国标规定时间为电池管理系统发生报警后，到电池出火的时间。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例还提供了一种电池包预测起火时间计算方法，该方法除了上述S201-S205的内容，还包括：
在起始电芯发生热失控后，记录电池管理系统发出报警的第五时间；
计算电池包预测起火时间与第五时间的差，将差作为实际预测电池包起火时间；
当实际预测电池包起火时间大于第二规定时间后，确定电池包符合设计要求。
可以理解的是，第二规定时间即为国标规定时间5min。
作为一种可选示例，第五时间取最大经验值3s。
本申请实施例提供了一种电池包预测起火时间计算方法，确定在电池包热扩散试验中的起始电芯，起始电芯为热扩散试验中电池包里发生热失控的第一个电芯。起始电芯发生热失控后，会使同一模组内的其余电芯发生热失控，获取从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。其中，起始电芯的火焰半径和目标电芯的火焰半径存在重叠部分，该重叠部分位于相邻模组且从起始电芯发生热失控到目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，重叠部分被热辐射预设数量次。预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分。即重叠部分被热辐射预设数量次后，会发生热失控，重叠部分所属电芯为热联锁电芯。由于热失控电芯和热联锁电芯，电池包内会产生更多的热失控电芯，最终导致终止电芯发生热失控。由于防爆阀在终止电芯的火焰半径内，终止电芯发生热失控后，防爆阀会发生起火。确定重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，进而确定最小热失控次数。基于热联锁次数和最小热失控间隔时间的乘积，获取第二时间。确定第三时间为目标电芯发生热失控到重叠部分所属电芯发生热失控的时间，第四时间为从终止电芯发生热失控到防爆阀漏火的时间。计算第一时间、第二时间、第三时间和第四时间的和，将和确定为电池包预测起火时间。由此，确定了电池包热扩散试验中电池包发生热失控到起火的预测时间，根据该预测时间可判断电池包是否符合设计要求。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例还提供了另一种电池包预测起火时间计算方法，该方法除了上述S201-S205，还包括：
获取单个电芯热失控时间。
具体实施时，获取单个电芯热失控时间，包括：
A1：获取单个电芯在高度方向上等分后的每份电芯。
进行单个电芯试验，选取一个电芯，在其上表面进行热辐射试验，以获取单个电芯发生热失控的时间。
具体地，将单个电芯在高度方向上进行等分，获取单个电芯在高度方向上等分后的每份电芯。
作为一种示例，参见图3，图3为本申请实施例提供的一种单个电芯等分结果示意图。如图3所示，电芯被等分为10份，分别为##1到##10。其中，##1的上表面即为电芯的上表面。
可以理解的是，单个电芯的高度方向为电芯在厚度上的方向。
本领域技术人员可以理解，图3所示的示意图仅是本申请的实施方式提供的单个电芯等分结果示意图。本申请实施例中的单个电芯等分结果的适用范围不受到该示意图任何方面的限制。
A2：基于第一份电芯的电芯热物性参数、第一份电芯的热仿真条件和第一份电芯的热仿真模型进行热仿真试验，获取第一份电芯的质量质心的温度时间曲线；第一份电芯的上表面和单个电芯的上表面相同。
进行热仿真试验时，在电芯上表面施加热辐射，模拟电芯发生热失控所需的条件。通常情况下，如图3所示，由于第一份电芯##1和电芯的上表面相同，则相比##2到##10，##1发生热失控时间的最短。考虑最恶劣的情况，可将##1电芯发生热失控的时间作为单个电芯发生热失控的时间。
具体实施时，基于第一份电芯的电芯热物性参数、第一份电芯的热仿真条件和第一份电芯的热仿真模型进行热仿真试验，获取第一份电芯质心的温度时间曲线。
其中，第一份电芯的电芯热物性参数至少包括第一份电芯的密度、第一份电芯的高度方向导热系数、第一份电芯的比热容和第一份电芯的质量。热仿真条件至少包括电池初始温度、周围环境温度、导热面积、计算停止温度和电芯最高温度。可以理解的是，电芯热物性参数、热仿真条件和热仿真模型均为利用热仿真软件进行电芯热仿真试验时所需的。
作为一种示例，第一份电芯的热仿真模型可通过下式进行表示：
其中，ρ为电芯密度，c为比热容，t为温度，τ为时间，λ为导热系数，z为Z向的长度距离(即高度方向上的厚度)，tcell为电芯温度，n为Z向上的物体外发法线防线，h为对流换热系数，tf为空气温度。
可以理解的是，热仿真模型为温度t和时间τ的模型，用于计算在一定时间内，电芯可达到的温度。
A3：根据第一份电芯的质量质心的温度时间曲线，将第一份电芯的质量质心达到热失控温度的时间作为单个电芯热失控时间。
进行热仿真试验之后，获取第一份电芯的质量质心的温度时间曲线，从温度时间曲线上，获取第一份电芯的质量质心达到196度的时间，将其作为单个电芯热失控时间。例如，单个电芯热失控时间为92s。
另外，还可进行##2到##10的热仿真试验，以便验证##1最先达到热失控温度。
基于上述A1-A3的说明，利用热仿真软件进行热仿真试验，获取了最恶劣条件下的单个电芯的热失控时间。单个电芯的热失控时间可用于确定电芯发生热联锁的条件。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种S202中获取从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间的具体实施方式，包括：
B1：基于对象电芯的电芯热物性参数、对象电芯的热仿真条件和对象电芯的热仿真模型进行热仿真试验；对象电芯为起始电芯所属模组中任一电芯。
B2：通过热仿真试验获取从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。
需要说明的是，获取第一时间可通过热仿真软件进行热仿真试验获取，B1-B2中热仿真模型的公式和A1-A3相同。
由于热仿真试验的对象为对象电芯，即起始电芯所属模组中任一电芯。在进行热仿真试验时，电芯热物性参数、热仿真条件和热仿真模型中的各个参数值均和对象电芯相匹配。
通过热仿真试验，便可得知每个对象电芯的质量质心温度达到196度时的时间，也可得知上一个发生热失控的电芯和下一个发生热失控的电芯的间隔时间。基于此，便可得知从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。
基于上述B1-B2的说明，利用热仿真软件进行热仿真试验，获取了从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。
在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种S203中获取重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径的具体实施方式，包括：
C1：将重叠部分所属电芯确定为热联锁电芯；重叠部分所属电芯为目标电芯发生热失控之后的下一个发生热失控的相邻模组的电芯。
C2：基于电池包内热失控电芯的热辐射和热传导，确定电池包内热失控电芯所属模组内的其余热失控电芯；热失控电芯包括热联锁电芯。
C3：基于电池包内热失控电芯的热辐射，确定下一个被热辐射预设数量次的热联锁电芯。
C4：重新执行基于电池包内热失控电芯的热辐射和热传导，确定电池包内热失控电芯所属模组内的其余热失控电芯以及后续步骤，直至终止电芯发生热失控，获取重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径。
基于上述C1-C4的说明，从热联锁电芯开始，根据热失控电芯的热传导和热辐射，确定下一热联锁电芯，重复执行C2-C3，最终确定终止电芯发生热失控，获取重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径。
基于上述内容可知，B1-B2给出了通过热仿真试验获取第一时间，C1-C4和S204给出了通过最短热联锁路径和最小热失控间隔时间获取第二时间。在电池包发生热失控的初始阶段时，由于热失控电芯的热辐射和热传导导致的同一模组内的其它电芯发生热失控的时间比较长。在电池包内发生热失控的电芯数量较多时，后续其余电芯发生热失控的时间会大大缩短。基于此，将从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的过程看作是电池包发生热失控的初始阶段，通过B1-B2中的热仿真试验获取第一时间是比较准确的。而重叠部分所属电芯目标电芯发生热失控到终止电芯发生热失控的过程之中，电芯发生热失控的时间比较快。在该情况下，分析重叠部分所属电芯目标电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，并利用恶劣情况下的最小热失控间隔时间计算第二时间是比较方便且快捷的。
参见图4a-4c，本申请实施例提供了一种电池包预测起火时间计算方法的具体的应用实施例。图4a为本申请实施例提供的一种电池包预测起火时间计算方法的时序分析示意图。图4b为本申请实施例提供的热联锁电芯的示意图。图4c为本申请实施例提供的热仿真试验中电池包发生热失控到起火的过程示意图。
如图4a所示，t1为第一时间，t2为第二时间，t3为第三时间，t4为第四时间，t5为第五时间。其中，第五时间为电池包热扩散试验中起始电芯发生热失控到电池管理系统发生报警的时间。第一时间为起始电芯发生热失控到同一模组中目标电芯发生热失控的时间。第三时间为目标电芯发生热失控到重叠部分所属电芯发生热失控的时间。第二时间为重叠部分所属电芯发生热失控到终止电芯发生热失控的时间。第四时间为终止电芯发生热失控到防爆阀漏火的时间。则t1+t3+t2+t4-t5为实际预测电池包起火时间。当实际预测电池包起火时间大于国标中规定的5min时，确定电池包发生热失控到起火的时间足够使车内人员进行逃生，符合电池包设计要求。
具体实施时，如图4b所示，电池包热扩散试验中，考虑实际应用各种，电池包发生热失控的恶劣情况，由于M1模组位于电池包中心位置，四周均有邻居模组，确定起始电芯为M1模组中的Cell 1电芯。Cell 1电芯下设置加热棒，利用加热棒使Cell 1电芯的质量质心温度达到196度，发生热失控。
图4b的平面示意图中，M1模组的右侧相邻模组为M2模组。从图4b中M1模组和M2模组的内部结构图中可知，M1模组有11个电芯，为Cell 1-Cell 11，M2模组有12个电芯，为Cell 1-Cell 12。M1-Cell 1的热辐射范围即为M1-Cell 1的火焰半径。M1-Cell 9的热辐射范围即为M1-Cell 9的火焰半径。当M1-Cell 1发生热失控后，由于M1-Cell 1热失控产生的热传导和热辐射，会导致M1-Cell 2-M1-Cell 9依次发生热失控。
通过热仿真试验获取从M1-Cell 1发生热失控到M1-Cell 9发生热失控的第一时间。参见表1所示，表1为从M1-Cell 1发生热失控到M1-Cell 9发生热失控的时间表。
表1 M1-Cell 1发生热失控到M1-Cell 9发生热失控的时间表
/>
其中，#1-#9分别为M1-Cell 1到M1-Cell 9。从表1可知，第一时间为588s。从表1可分析得知，相比于从#1到#2的时间，#8到#9的时间更快。这是因为由于热失控电芯越来越多，后续电芯发生热失控的会越来越快。
由图4b可知，M1-Cell 1和M1-Cell 9的火焰半径存在重叠部分A(即M2-Cell 6和M2-Cell 7中的部分电芯)。当M1-Cell 1到M1-Cell 9发生热失控并且M1-Cell 9产生热辐射后，重叠部分A被热辐射次数达到9次。需要注意的是，重叠部分A不会受到M1模组中热失控电芯的热传导。
若单个电芯的热失控时间为92s，热辐射时间为10s，则电芯被热辐射9次可发生热失控。可知，当重叠部分A被热辐射9次后，重叠部分A会发生热失控，重叠部分所属电芯M2-Cell 6和M2-Cell 7会发生热失控。M2-Cell 6和M2-Cell 7均为热联锁电芯。
M1-Cell 9发生热失控并产生热辐射的时间为一个热辐射时间。当热辐射时间取10s时，M1-Cell 9发生热失控并产生热辐射的时间为10s。则第三时间为10s。
参见图4c，图4c提供了热仿真试验中电池包发生热失控到起火的过程。从图4c可知，M1模组中从M1-Cell 1到M1-Cell 9发生热失控产生的热辐射，导致重叠部分A所属电芯(位于M2模组)被热辐射9次，进而发生热联锁。M2模组中热联锁电芯产生的热传导和热辐射导致M2模组中的其余电芯发生热失控。进一步，M1模组中热失控电芯和M2模组中热失控电芯产生的热辐射会导致M10模组中的重叠部分A被热辐射9次，进而也发生热联锁。由于M10模组中热联锁电芯产生的热传导和热辐射导致M10模组中的其余电芯发生热失控。进一步，M1模组中热失控电芯和M10模组中热失控电芯产生的热辐射会导致MZ模组中的重叠部分A被热辐射9次，进而也发生热联锁。MZ中的重叠部分A所属模组为Cell B。由于防爆阀位于Cell B的火焰半径内，且Cell B为首先使得防爆阀发生漏火现象的电芯，则Cell B为终止电芯。记录，从M2中重叠部分所属电芯发生热失控到终止电芯发生热失控的最小热失控次数。若最小热失控次数为10次，最小热失控间隔时间为25s，则第二时间为250s。
第四时间为终止电芯发生热失控到防爆阀漏火的时间，取经验值1s。第五时间为电池包热扩散试验中起始电芯发生热失控到电池管理系统发生报警的时间，取经验值3s。
基于上述内容可得到，实际预测电池包起火时间(即t1+t3+t2+t4-t5)为588+10+250+1-3＝846s。实际预测电池包起火时间大于5min，电池包符合设计要求。
本申请实施例提供的方法，分析了电池包热扩散试验中从起始电芯发生热失控到防爆阀漏火的过程中产生的时间，并针对各部分时间采取了不同计算手段，使各部分的计算手段符合各阶段的实际情况，得到的实际预测电池包起火时间比较符合实际情况。利用获得的实际预测电池包起火时间，可判定电池包设计是否合格。
基于上述方法实施例提供的电池包预测起火时间计算方法，本申请实施例还提供了一种电池包预测起火时间计算装置。下面将结合附图对该电池包预测起火时间计算装置进行说明。
参见图5，图5为本申请实施例提供的一种电池包预测起火时间计算装置的结构示意图。如图5所示，该装置包括：
第一确定单元501，用于确定电池包热扩散试验中的起始电芯；所述起始电芯为电池包中心范围内的任一个电芯；
第一获取单元502，用于获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间；所述起始电芯的火焰半径和所述目标电芯的火焰半径存在重叠部分；所述重叠部分位于相邻模组且从所述起始电芯发生热失控到所述目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，所述重叠部分被热辐射预设数量次；所述预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分；
第二获取单元503，用于获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，基于所述最短热联锁路径确定最小热失控次数；所述终止电芯发生热失控时，防爆阀在所述终止电芯的火焰半径内；
第二确定单元504，用于基于所述最小热失控次数和最小热失控间隔时间的乘积，确定第二时间；
第一计算单元505，用于计算所述第一时间、所述第二时间、第三时间和第四时间的和，获取所述电池包预测起火时间；所述第三时间为所述目标电芯发生热失控到所述重叠部分所属电芯发生热失控的时间；所述第四时间为从所述终止电芯发生热失控到所述防爆阀漏火的时间。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第三获取单元，用于获取单个电芯热失控时间；
所述第三获取单元，包括：
第一获取子单元，用于获取单个电芯在高度方向上等分后的每份电芯；
第二获取子单元，用于基于第一份电芯的电芯热物性参数、所述第一份电芯的热仿真条件和所述第一份电芯的热仿真模型进行热仿真试验，获取所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线；所述第一份电芯的上表面和所述单个电芯的上表面相同；
第一确定子单元，用于根据所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线，将所述第一份电芯的质量质心达到热失控温度的时间作为单个电芯热失控时间。
在一种可能的实现方式中，所述第一获取单元502，包括：
试验子单元，用于基于对象电芯的电芯热物性参数、所述对象电芯的热仿真条件和所述对象电芯的热仿真模型进行热仿真试验；对象电芯为所述起始电芯所属模组中任一电芯；
第三获取子单元，用于通过所述热仿真试验获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。
在一种可能的实现方式中，所述第二获取单元503，包括：
第二确定子单元，用于将所述重叠部分所属电芯确定为热联锁电芯；所述重叠部分所属电芯为所述目标电芯发生热失控之后的下一个发生热失控的相邻模组的电芯；
第三确定子单元，用于基于所述电池包内热失控电芯的热辐射和热传导，确定所述电池包内热失控电芯所属模组内的其余热失控电芯；所述热失控电芯包括所述热联锁电芯；
第四确定子单元，用于基于所述电池包内热失控电芯的热辐射，确定下一个被热辐射预设数量次的热联锁电芯；
执行子单元，用于重新执行所述基于所述电池包内热失控电芯的热辐射和热传导，确定所述电池包内热失控电芯所属模组内的其余热失控电芯以及后续步骤，直至所述终止电芯发生热失控，获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
当所述电池包预测起火时间大于第一规定时间后，确定所述电池包符合设计要求。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
记录单元，用于在所述起始电芯发生热失控后，记录电池管理系统发出报警的第五时间；
第二计算单元，用于计算所述电池包预测起火时间与所述第五时间的差，将所述差作为实际预测电池包起火时间；
第三确定单元，用于当所述实际预测电池包起火时间大于第二规定时间后，确定所述电池包符合设计要求。
另外，本申请实施例还提供了一种电池包预测起火时间计算设备，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述任一实施例所述的电池包预测起火时间计算方法。
另外，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储计算机程序，所述计算机程序用于执行如上述任一实施例所述的电池包预测起火时间计算方法。
本申请实施例提供了一种电池包预测起火时间计算装置及设备，确定在电池包热扩散试验中的起始电芯，起始电芯为热扩散试验中电池包里发生热失控的第一个电芯。起始电芯发生热失控后，会使同一模组内的其余电芯发生热失控，获取从起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。其中，起始电芯的火焰半径和目标电芯的火焰半径存在重叠部分，该重叠部分位于相邻模组且从起始电芯发生热失控到目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，重叠部分被热辐射预设数量次。预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分。即重叠部分被热辐射预设数量次后，会发生热失控，重叠部分所属电芯为热联锁电芯。由于热失控电芯和热联锁电芯，电池包内会产生更多的热失控电芯，最终导致终止电芯发生热失控。由于防爆阀在终止电芯的火焰半径内，终止电芯发生热失控后，防爆阀会发生起火。确定重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，进而确定最小热失控次数。基于热联锁次数和最小热失控间隔时间的乘积，获取第二时间。确定第三时间为目标电芯发生热失控到重叠部分所属电芯发生热失控的时间，第四时间为从终止电芯发生热失控到防爆阀漏火的时间。计算第一时间、第二时间、第三时间和第四时间的和，将和确定为电池包预测起火时间。由此，确定了电池包热扩散试验中电池包发生热失控到起火的预测时间，根据该预测时间可判断电池包是否符合设计要求。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池包预测起火时间计算方法，其特征在于，所述方法包括：
确定电池包热扩散试验中的起始电芯；所述起始电芯为电池包中心范围内的任一个电芯；
获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间；所述起始电芯的火焰半径和所述目标电芯的火焰半径存在重叠部分；所述重叠部分位于相邻模组且从所述起始电芯发生热失控到所述目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，所述重叠部分被热辐射预设数量次；所述预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分；
获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，基于所述最短热联锁路径确定最小热失控次数；所述终止电芯发生热失控时，防爆阀在所述终止电芯的火焰半径内；
基于所述最小热失控次数和最小热失控间隔时间的乘积，确定第二时间；
计算所述第一时间、所述第二时间、第三时间和第四时间的和，获取所述电池包预测起火时间；所述第三时间为所述目标电芯发生热失控到所述重叠部分所属电芯发生热失控的时间；所述第四时间为从所述终止电芯发生热失控到所述防爆阀漏火的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取单个电芯热失控时间；
所述获取单个电芯热失控时间，包括：
获取单个电芯在高度方向上等分后的每份电芯；
基于第一份电芯的电芯热物性参数、所述第一份电芯的热仿真条件和所述第一份电芯的热仿真模型进行热仿真试验，获取所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线；所述第一份电芯的上表面和所述单个电芯的上表面相同；
根据所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线，将所述第一份电芯的质量质心达到热失控温度的时间作为单个电芯热失控时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间，包括：
基于对象电芯的电芯热物性参数、所述对象电芯的热仿真条件和所述对象电芯的热仿真模型进行热仿真试验；对象电芯为所述起始电芯所属模组中任一电芯；
通过所述热仿真试验获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，包括：
将所述重叠部分所属电芯确定为热联锁电芯；所述重叠部分所属电芯为所述目标电芯发生热失控之后的下一个发生热失控的相邻模组的电芯；
基于所述电池包内热失控电芯的热辐射和热传导，确定所述电池包内热失控电芯所属模组内的其余热失控电芯；所述热失控电芯包括所述热联锁电芯；
基于所述电池包内热失控电芯的热辐射，确定下一个被热辐射预设数量次的热联锁电芯；
重新执行所述基于所述电池包内热失控电芯的热辐射和热传导，确定所述电池包内热失控电芯所属模组内的其余热失控电芯以及后续步骤，直至所述终止电芯发生热失控，获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述电池包预测起火时间大于第一规定时间后，确定所述电池包符合设计要求。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述起始电芯发生热失控后，记录电池管理系统发出报警的第五时间；
计算所述电池包预测起火时间与所述第五时间的差，将所述差作为实际预测电池包起火时间；
当所述实际预测电池包起火时间大于第二规定时间后，确定所述电池包符合设计要求。
7.一种电池包预测起火时间计算装置，其特征在于，该装置包括：
第一确定单元，用于确定电池包热扩散试验中的起始电芯；所述起始电芯为电池包中心范围内的任一个电芯；
第一获取单元，用于获取从所述起始电芯发生热失控到同一模组的目标电芯发生热失控的第一时间；所述起始电芯的火焰半径和所述目标电芯的火焰半径存在重叠部分；所述重叠部分位于相邻模组且从所述起始电芯发生热失控到所述目标电芯发生热失控并产生热辐射的过程中，所述重叠部分被热辐射预设数量次；所述预设数量次为单个电芯热失控时间和热失控电芯的热辐射时间的商的整数部分；
第二获取单元，用于获取所述重叠部分所属电芯到终止电芯之间的最短热联锁路径，基于所述最短热联锁路径确定最小热失控次数；所述终止电芯发生热失控时，防爆阀在所述终止电芯的火焰半径内；
第二确定单元，用于基于所述最小热失控次数和最小热失控间隔时间的乘积，确定第二时间；
第一计算单元，用于计算所述第一时间、所述第二时间、第三时间和第四时间的和，获取所述电池包预测起火时间；所述第三时间为所述目标电芯发生热失控到所述重叠部分所属电芯发生热失控的时间；所述第四时间为从所述终止电芯发生热失控到所述防爆阀漏火的时间。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三获取单元，用于获取单个电芯热失控时间；
所述第三获取单元，包括：
第一获取子单元，用于获取单个电芯在高度方向上等分后的每份电芯；
第二获取子单元，用于基于第一份电芯的电芯热物性参数、所述第一份电芯的热仿真条件和所述第一份电芯的热仿真模型进行热仿真试验，获取所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线；所述第一份电芯的上表面和所述单个电芯的上表面相同；
第一确定子单元，用于根据所述第一份电芯的质量质心的温度时间曲线，将所述第一份电芯的质量质心达到热失控温度的时间作为单个电芯热失控时间。
9.一种电池包预测起火时间计算设备，其特征在于，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6任一项所述的电池包预测起火时间计算方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储计算机程序，所述计算机程序用于执行如权利要求1-6任一项所述的电池包预测起火时间计算方法。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010243481A (ja) * 2009-03-18 2010-10-28 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 二次電池の温度に関する状態を判定する方法、判定装置および判定プログラム
CN106823198A (zh) * 2017-03-02 2017-06-13 南京能启能电子科技有限公司 一种锂电池箱灭火方法
CN110828747A (zh) * 2019-11-15 2020-02-21 爱驰汽车有限公司 动力电池热防护系统
KR102199513B1 (ko) * 2020-03-19 2021-01-07 주식회사 아산정밀 배터리 모듈 자동소화시스템 및 이의 작동방법
CN112711872A (zh) * 2021-03-29 2021-04-27 苏州清陶新能源科技有限公司 电池模组电芯隔热层选型方法
CN213124560U (zh) * 2020-09-25 2021-05-04 蜂巢能源科技有限公司 一种电池包液冷板、电池包以及电动车
CN112784482A (zh) * 2021-01-15 2021-05-11 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 一种热失控预测方法及装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010243481A (ja) * 2009-03-18 2010-10-28 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 二次電池の温度に関する状態を判定する方法、判定装置および判定プログラム
CN106823198A (zh) * 2017-03-02 2017-06-13 南京能启能电子科技有限公司 一种锂电池箱灭火方法
CN110828747A (zh) * 2019-11-15 2020-02-21 爱驰汽车有限公司 动力电池热防护系统
KR102199513B1 (ko) * 2020-03-19 2021-01-07 주식회사 아산정밀 배터리 모듈 자동소화시스템 및 이의 작동방법
CN213124560U (zh) * 2020-09-25 2021-05-04 蜂巢能源科技有限公司 一种电池包液冷板、电池包以及电动车
CN112784482A (zh) * 2021-01-15 2021-05-11 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 一种热失控预测方法及装置
CN112711872A (zh) * 2021-03-29 2021-04-27 苏州清陶新能源科技有限公司 电池模组电芯隔热层选型方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
锂离子电池针刺热失控仿真研究;谭眷华等;《电源技术》;第42卷(第11期);第1604-1607页 *

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