CN115804923B - 一种抑制电池烟气燃爆的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池安全领域,公开了一种抑制电池烟气燃爆的方法及系统,包括:获取电池箱内可燃烟气的密度、可燃烟气中各可燃气体的浓度以及单体电池热失控数量,并获取待释放惰性气体的密度;根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限,并根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率;根据惰性气体释放速率,控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体。通过向电池箱内释放待释放惰性气体,将可燃烟气的浓度控制在烟气爆炸极限以下,有效抑制电池烟气燃爆。

Description

一种抑制电池烟气燃爆的方法及系统
技术领域
本发明属于电池安全领域,涉及一种抑制电池烟气燃爆的方法及系统。
背景技术
锂电池从商业化以来,在可移动设备如手机、笔记本电脑以及数码相机等方面应用广泛,锂电池的发展也为全球电动汽车行业和大型储能设施的发展做出了巨大贡献。然而,相对于传统的碱性电池和铅酸电池,锂离子电池内部材料具有高能量密度和可燃性,使得锂电池发生燃烧和爆炸的几率大大增加。
对于锂电池储能系统,在电池箱中的单体电池由于能量积累而温度升高,进而发生热失控的时候,单体电池的固体电解质膜(SEI)先开始分解,然后负极材料和电解质发生反应,电极隔膜材料融化导致正极材料和电解质发生分解,在分解过程中产生大量可燃烟气并冲破安全阀释放至电池箱。由于电池箱的结构限制,电池箱中的可燃烟气无法及时排出,导致可燃烟气的浓度会一直升高,当可燃烟气的浓度达到混合可燃气体的爆炸极限的时候,遇到点火源就可能会发生剧烈爆炸,造成整个锂电池储能系统的损坏,还可能导致严重的后续损失。
目前,对于锂电池储能系统的烟气燃爆问题,大多通过改进电池箱的排气结构实现,以加快可燃烟气对外排放的效率。但是,由于锂电池储能系统的使用环境相对密闭,而且热失控的反应剧烈,导致加快可燃烟气排放的措施收效较低,且稳定性较差,未能取到较好的抑制效果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种抑制电池烟气燃爆的方法及系统。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
本发明第一方面,提供一种抑制电池烟气燃爆的方法,包括:获取电池箱内可燃烟气的密度、可燃烟气中各可燃气体的浓度以及单体电池热失控数量,并获取待释放惰性气体的密度;根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限,并根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率;根据惰性气体释放速率,控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体。
可选的,所述根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限包括:根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度,通过下式得到电池箱内混合气体的爆炸极限P:
其中,Vi为可燃气体i的体积分数,Ci为可燃气体i的浓度,C为可燃烟气的浓度,Pi为可燃气体i的爆炸极限。
可选的,所述根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率包括:根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,通过下式得到惰性气体释放速率u2
其中,P为电池箱内混合气体的爆炸极限,V为电池箱的体积,Ci为可燃气体i的浓度,Pi为可燃气体i的爆炸极限,ρx为电池箱内可燃烟气的密度,A为烟气流动影响因子,B为截距因子,t为可燃烟气释放时间,n为单体电池热失控数量,ρy为待释放惰性气体的密度,F为待释放惰性气体释放口位置因子,为待释放惰性气体释放口位置大小影响因子。
可选的,所述烟气流动影响因子的取值范围为0.5~3。
可选的,所述截距因子B的取值范围为0.5×105~2×105
可选的,所述待释放惰性气体释放口位置因子F的取值范围为:
其中,x为待释放惰性气体释放口位置在以电池箱底面某一顶点为坐标原点建立的坐标系中电池箱底面长轴方向的坐标值,l为电池箱底面长轴的长度。
可选的,所述待释放惰性气体释放口位置大小影响因子的取值范围为0.12~0.85。
本发明第二方面,提供一种抑制电池烟气燃爆的系统,包括:数据获取模块,用于获取电池箱内可燃烟气的密度、可燃烟气中各可燃气体的浓度以及单体电池热失控数量,并获取待释放惰性气体的密度;速率确定模块,用于根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限,并根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率;释放控制模块,用于根据惰性气体释放速率,控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体。
本发明第三方面,提供一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中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上述抑制电池烟气燃爆的方法的步骤。
本发明第四方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述抑制电池烟气燃爆的方法的步骤。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明抑制电池烟气燃爆的方法,通过获取电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度,得到电池箱内混合气体的爆炸极限,然后根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,确定惰性气体释放速率,并基于惰性气体释放速率控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体,进而将可燃烟气的浓度控制在烟气爆炸极限以下,切断可燃烟气爆炸危害发生的途径,有效抑制电池烟气燃爆。相较于目前的加快可燃烟气对外排放的方式,本发明释放惰性气体的方式更加可控,稳定性更好。
附图说明
图1为本发明实施例的抑制电池烟气燃爆的方法的流程图。
图2为本发明实施例的抑制电池烟气燃爆的系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参见图1,本发明一实施例中,提供一种抑制电池烟气燃爆的方法,能够在电池箱内的单体电池发生热失控释放出可燃烟气时,对可燃烟气进行有效的抑爆处置,防止可燃烟气在电池箱中发生爆炸。
具体的,该抑制电池烟气燃爆的方法包括以下步骤:
S1:获取电池箱内可燃烟气的密度、可燃烟气中各可燃气体的浓度以及单体电池热失控数量,并获取待释放惰性气体的密度。
S2:根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限,并根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率。
S3:根据惰性气体释放速率,控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体。
综上所述,本发明抑制电池烟气燃爆的方法,通过获取电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度,得到电池箱内混合气体的爆炸极限,然后根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,确定惰性气体释放速率,并基于惰性气体释放速率控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体,进而将可燃烟气的浓度控制在烟气爆炸极限以下,切断可燃烟气爆炸危害发生的途径,有效抑制电池烟气燃爆。相较于目前的加快可燃烟气对外排放的方式,本发明释放惰性气体的方式更加可控,稳定性更好。
在一种可能的实施方式中,所述根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限包括:根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度,通过下式得到电池箱内混合气体的爆炸极限P:
其中,Vi为可燃气体i的体积分数,Ci为可燃气体i的浓度,C为可燃烟气的浓度,Pi为可燃气体i的爆炸极限。
具体的,可燃烟气中包括的可燃气体通常为一氧化碳、氢气、甲烷以及乙烯等,各可燃气体的爆炸极限在确定了成分即可确定,各可燃气体的浓度可以通过设置在电池箱内的烟气监测器来监测。
在一种可能的实施方式中,所述根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率包括:根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,通过下式得到惰性气体释放速率u2
其中,P为电池箱内混合气体的爆炸极限,V为电池箱的体积,Ci为可燃气体i的浓度,Pi为可燃气体i的爆炸极限,ρx为电池箱内可燃烟气的密度,A为烟气流动影响因子,B为截距因子,t为可燃烟气释放时间,n为单体电池热失控数量,ρy为待释放惰性气体的密度,F为待释放惰性气体释放口位置因子,为待释放惰性气体释放口位置大小影响因子。
具体的,电池箱内的单体电池在热失控时,安全阀从单体电池内部被高压气体冲开,单体电池产生的可燃烟气开始释放到电池箱内,下面介绍一种计算安全阀破口处可燃烟气流动速率的计算方法:
其中,u1为可燃烟气在单体电池热失控时的释放速率,单位为m/s,t为可燃烟气释放时间,单位为s,A为烟气流动影响因子,B为截距因子,S为安全阀破口大小,基于安全阀的实际结构,取值范围可为0~10cm2
单体电池热失控产生的可燃烟气在电池箱内聚集,当可燃烟气中的可燃气体的浓度达到爆炸极限后,在有火星产生的时候就会发生爆炸,而如果在电池箱内的单体电池发生热失控并产生可燃烟气的时候,通过控制惰性气体释放装置向电池箱内充入惰性气体,就可以降低电池箱内混合气体的爆炸极限,进而有效抑制电池烟气燃爆。
当电池箱内通入惰性气体的时候,电池箱内的可燃烟气浓度变化可表示为:
其中,ρx为单体电池热失控释放的可燃烟气的密度,即电池箱内可燃烟气的密度,ρy为待释放惰性气体的密度,单位为Kg/m3,n为单体电池热失控数量,V为电池箱的体积,单位为m3,F为待释放惰性气体释放口位置因子,为待释放惰性气体释放口位置大小影响因子,u2为惰性气体释放速率,单位为m/s。
基于上述分析,惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体的惰性气体释放速率可以表示为:
本实施方式中,可以用电子计算机进行计算和控制,当烟气监测器检测到单体电池的安全阀打开,并成功监测到释放出的可燃烟气的气体成分时,惰性气体控制装置在计算机控制下,通过使用上式计算出的惰性气体释放速率向电池箱内释放待释放惰性气体,将可燃烟气的浓度控制在烟气爆炸极限以下,切断可燃烟气爆炸危害发生的途径。
在一种可能的实施方式中,所述烟气流动影响因子的取值范围为0.5~3,所述截距因子的取值范围为0.5×105~2×105,所述待释放惰性气体释放口位置大小影响因子的取值范围为0.12~0.85。
所述待释放惰性气体释放口位置因子F的取值范围为:
其中,x为待释放惰性气体释放口位置在以电池箱底面某一顶点为坐标原点建立的坐标系中电池箱底面长轴方向的坐标值,l为电池箱底面长轴的长度。
具体的,烟气流动影响因子、待释放惰性气体释放口位置因子以及待释放惰性气体释放口位置大小影响因子,均与具体的电池箱结构相关,在具体应用时,可以通过对相同型号的电池箱进行仿真模拟来确定。而截距因子是一个受温度变化影响的参数,温度变化1℃,参数数值大小大致变化1000,也可以通过预先的仿真模拟来确定。
下述为本发明的装置实施例,可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未披露的细节,请参照本发明方法实施例。
参见图2,本发明再一实施例中,提供一种抑制电池烟气燃爆的系统,能够用于实现上述的抑制电池烟气燃爆的方法,具体的,该抑制电池烟气燃爆的系统包括数据获取模块、速率确定模块以及释放控制模块。
其中,数据获取模块用于获取电池箱内可燃烟气的密度、可燃烟气中各可燃气体的浓度以及单体电池热失控数量,并获取待释放惰性气体的密度;速率确定模块用于根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限,并根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率;释放控制模块用于根据惰性气体释放速率,控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体。
在一种可能的实施方式中,所述根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限包括:根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度,通过下式得到电池箱内混合气体的爆炸极限P:
其中,Vi为可燃气体i的体积分数,Ci为可燃气体i的浓度,C为可燃烟气的浓度,Pi为可燃气体i的爆炸极限。
在一种可能的实施方式中,所述根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率包括:根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,通过下式得到惰性气体释放速率u2
其中,P为电池箱内混合气体的爆炸极限,V为电池箱的体积,Ci为可燃气体i的浓度,Pi为可燃气体i的爆炸极限,ρx为电池箱内可燃烟气的密度,A为烟气流动影响因子,B为截距因子,t为可燃烟气释放时间,n为单体电池热失控数量,ρy为待释放惰性气体的密度,F为待释放惰性气体释放口位置因子,为待释放惰性气体释放口位置大小影响因子。
在一种可能的实施方式中,所述烟气流动影响因子的取值范围为0.5~3,所述截距因子的取值范围为0.5×105~2×105,所述待释放惰性气体释放口位置因子F的取值范围为:所述待释放惰性气体释放口位置大小影响因子的取值范围为0.12~0.85。
前述的抑制电池烟气燃爆的方法的实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到本发明施例中的抑制电池烟气燃爆的系统所对应的功能模块的功能描述,在此不再赘述。本发明实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中,也可以是单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。
本发明再一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备包括处理器以及存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等,其是终端的计算核心以及控制核心,其适于实现一条或一条以上指令,具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能;本发明实施例所述的处理器可以用于抑制电池烟气燃爆的方法的操作。
本发明再一个实施例中,本发明还提供了一种存储介质,具体为计算机可读存储介质(Memory),所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备,用于存放程序和数据。可以理解的是,此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质,当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间,该存储空间存储了终端的操作系统。并且,在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令,这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是,此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器,也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令,以实现上述实施例中有关抑制电池烟气燃爆的方法的相应步骤。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种抑制电池烟气燃爆的方法,其特征在于,包括:
获取电池箱内可燃烟气的密度、可燃烟气中各可燃气体的浓度以及单体电池热失控数量,并获取待释放惰性气体的密度;
根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限,并根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率;
根据惰性气体释放速率,控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体;
所述根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限包括:
根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度,通过下式得到电池箱内混合气体的爆炸极限P:
其中,Vi为可燃气体i的体积分数,Ci为可燃气体i的浓度,C为可燃烟气的浓度,Pi为可燃气体i的爆炸极限;
所述根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率包括:
根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,通过下式得到惰性气体释放速率u2
其中,P为电池箱内混合气体的爆炸极限,V为电池箱的体积,Ci为可燃气体i的浓度,Pi为可燃气体i的爆炸极限,ρx为电池箱内可燃烟气的密度,A为烟气流动影响因子,B为截距因子,t为可燃烟气释放时间,n为单体电池热失控数量,ρy为待释放惰性气体的密度,F为待释放惰性气体释放口位置因子,为待释放惰性气体释放口位置大小影响因子;
所述烟气流动影响因子的取值范围为0.5~3;
所述截距因子B的取值范围为0.5×105~2×105
所述待释放惰性气体释放口位置因子F的取值范围为:
其中,x为待释放惰性气体释放口位置在以电池箱底面某一顶点为坐标原点建立的坐标系中电池箱底面长轴方向的坐标值,l为电池箱底面长轴的长度;
所述待释放惰性气体释放口位置大小影响因子的取值范围为0.12~0.85。
2.一种基于权利要求1所述抑制电池烟气燃爆方法的抑制电池烟气燃爆的系统,其特征在于,包括:
数据获取模块,用于获取电池箱内可燃烟气的密度、可燃烟气中各可燃气体的浓度以及单体电池热失控数量,并获取待释放惰性气体的密度;
速率确定模块,用于根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度得到电池箱内混合气体的爆炸极限,并根据电池箱内可燃烟气中各可燃气体的浓度、电池箱内混合气体的爆炸极限、电池箱内可燃烟气的密度、单体电池热失控数量以及待释放惰性气体的密度,得到惰性气体释放速率;
释放控制模块,用于根据惰性气体释放速率,控制惰性气体释放装置向电池箱内释放待释放惰性气体。
3.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述抑制电池烟气燃爆的方法的步骤。
4.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述抑制电池烟气燃爆的方法的步骤。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147771A (zh) * 1994-05-10 1997-04-16 艾达技术公司 控制气体爆燃的装置和方法
CN101940825A (zh) * 2009-12-30 2011-01-12 杜扬 一种受限空间油气爆炸抑制方法
CN102410039A (zh) * 2011-10-20 2012-04-11 中国科学技术大学 自压式快速启动连续水喷雾防爆抑爆系统
CN108131158A (zh) * 2017-12-06 2018-06-08 北京理工大学 一种井下可燃气体抑爆控制方法及系统
CN115155438A (zh) * 2022-08-16 2022-10-11 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种锂离子电池热失控气体处理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147771A (zh) * 1994-05-10 1997-04-16 艾达技术公司 控制气体爆燃的装置和方法
CN101940825A (zh) * 2009-12-30 2011-01-12 杜扬 一种受限空间油气爆炸抑制方法
CN102410039A (zh) * 2011-10-20 2012-04-11 中国科学技术大学 自压式快速启动连续水喷雾防爆抑爆系统
CN108131158A (zh) * 2017-12-06 2018-06-08 北京理工大学 一种井下可燃气体抑爆控制方法及系统
CN115155438A (zh) * 2022-08-16 2022-10-11 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种锂离子电池热失控气体处理装置

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