CN116338473B - 热失控扩散的圆柱锂电池测试方法、装置、介质、设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热失控扩散的圆柱锂电池测试方法、装置、介质、设备；通过获取标记为热失控的电池单体；以热失控的电池单体为中心至少两电池单体为半径进行延展，得到表征该电池单体的第一序列；持续采集第一序列内所有电池单体的表征参数；根据热失控的电池单体，生成表征其扩散状态的若干第二序列；根据第二序列生成对应表征参数的扩散条件；判断第一序列中的表征参数是否符合扩散条件。本发明采用热失控周围的电池单体作为测试其热失控扩散的感知端，不依赖与其他传感设备，简化电池箱内部结构与设备复杂度；并将不同扩散情况进行一一表征，精准识别热失控状态下的各种扩散状态。
Description
技术领域
本发明涉及电源管理领域，特别涉及热失控扩散的圆柱锂电池测试方法、装置、介质、电子设备。
背景技术
随着新能源技术的发展，储能电池得到广泛应用；在实际应用过程中，电池热失控极易导致设备或者储能电站发生火灾甚至是爆炸，故其为储能电池质量控制中极其重要的一环。目前，针对电池热失控配置有安全阀或者专门的消防设备，其目的都是确保储能设备在发生热失控后得到有效控制，不至于引起连锁反应而导致热失控扩散。
记载在CN110083871B中的一种基于锂离子电池热失控预测模型的热失控模拟方法和装置，其提供了热失控扩散等机理研究实验平台，也可以为热失控管控等装置提供实验环境。记载在CN114624609A电池热失控检测方法及装置，其试图通过气压与温度进行关联来确定热失控状态。上述技术虽然在一定程度上能得到一定的检测或预测结果，但其都需要配置额外的传感设备，如CN110083871B中的多个温度传感器，CN114624609A中的气压传感器；另一方面，经检测为热失控后，电池箱开启策略进行释压，气压数据此时已经不合适再作为衡量依据，此时，再需要检测热失控情况是否得到控制，热失控扩散情况变得难以评价。
本申请旨在建立一种新的热失控扩散测试方法及实施装置。
发明内容
为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供热失控扩散的圆柱锂电池测试方法，包括如下步骤：
获取标记为热失控的电池单体Amn-hot；
根据所述电池单体Amn-hot的位置匹配得到表征该电池单体的第一序列D0{Amn-hot}与表征其扩散状态的若干第二序列Dn{Axy-dif}；其中，D0{Amn-hot}为以Amn-hot为中心至少两电池单体为半径进行延展得到的电池单体集合，Dn{Axy-dif}为围绕Amn-hot与Axy-dif周围的电池单体集合，n≠0，Axy表示下一个出现热失控的电池单体的编码；
持续采集所述第一序列D0{Amn-hot}内所有电池单体的表征参数；其中，表征参数至少包括电池单体的电芯温度；
根据若干所述第二序列Dn{Axy-dif}匹配表征参数的对应扩散条件；
判断所述第一序列D0{Amn-hot}中的表征参数是否存在符合的扩散条件；
若表征参数存在符合的扩散条件，则判定为发生热失控扩散。
在一优选方案中，判定为发生热失控扩散后还包括步骤：
获取表征参数符合的扩散条件，定位热失控扩散的电池单体Axy-dif，以得到热失控扩散的方向。
在一优选方案中，所述扩散条件通过以下步骤生成：
获取电池箱拟进行热失控扩散实验的电池单体；其中，进行热失控扩散实验的电池单体至少包括两个依序发生热失控的电池单体；
利用热失控装置配置电池箱执行热失控扩散实验，采集其对应热失控的表征参数，并拟合得到所述扩散条件。
在一优选方案中，所述扩散条件包括：
判断所述第二序列Dn{Axy-dif}的是否存在温升极大值Tmax；其中，判定为温升极大值Tmax的电池单体为大于1.2Tave，Tave为所述第二序列Dn{Axy-dif}内电池单体平均温升；
若存在，则判定为发生热失控扩散。
在一优选方案中，还包括步骤：
获取温升极大值Tmax的数量k、与温升极大值Tmax的对应电池单体；
匹配得到发生热失控扩散的次数p；其中，p=k-1。
在一优选方案中，所述表征参数还包括电池单体的电压值和/或电流值和/或SOC值和/或内阻值。
在一优选方案中，在判定为发生热失控扩散后，还包括步骤：
切断电池箱高压线路，并上报储能系统发生热失控扩散以协同储能系统消防设备执行消防。
本发明的第二目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现热失控扩散的圆柱锂电池测试方法。
本发明的第三目的是提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现热失控扩散的圆柱锂电池测试方法。
本发明的第四目的是提供一种热失控扩散的圆柱锂电池测试装置，包括：
获取单元，用以获取标记为热失控的电池单体Amn-hot，以及获取电池单体的表征参数；其中，表征参数至少包括电池单体的电芯温度；
第一处理单元，用以根据所述电池单体Amn-hot的位置匹配得到表征该电池单体的第一序列D0{Amn-hot}与表征其扩散状态的若干第二序列Dn{Axy-dif}，其中，D0{Amn-hot}为以Amn-hot为中心至少两电池单体为半径进行延展得到的电池单体集合，Dn{Axy-dif}为围绕Amn-hot与Axy-dif周围的电池单体集合，n≠0，Axy表示下一个出现热失控的电池单体的编码；
第二处理单元，用以根据若干所述第二序列Dn{Axy-dif}匹配表征参数的对应扩散条件；
测试单元，用以判断所述第一序列D0{Amn-hot}中的表征参数是否存在符合的扩散条件；若表征参数存在符合的扩散条件，则判定为发生热失控扩散。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明涉及一种热失控扩散的圆柱锂电池测试方法；通过获取标记为热失控的电池单体；以热失控的电池单体为中心至少两电池单体为半径进行延展，得到表征该电池单体的第一序列；持续采集第一序列内所有电池单体的表征参数；根据热失控的电池单体，生成表征其扩散状态的若干第二序列；根据第二序列生成对应表征参数的扩散条件；判断第一序列中的表征参数是否符合扩散条件。本发明采用热失控周围的电池单体作为测试其热失控扩散的感知端，不依赖与其他传感设备，简化电池箱内部结构与设备复杂度；并将不同扩散情况进行一一表征，精准识别热失控状态下的各种扩散状态。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本申请的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法流程示意图一；
图2为本申请的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法流程示意图二；
图3为本申请的储能电池箱内部结构示意图；
图4为本申请的储能电池箱部分电池单元编码示意图；
图5为本申请的第一序列D0表征示意图；
图6a为本申请的第二序列D1表征示意图；
图6b为本申请的第二序列D1温升曲线示意图；
图7a为本申请的第二序列D2表征示意图；
图7b为本申请的第二序列D2温升曲线示意图；
图8a为本申请的第二序列D3表征示意图；
图8b为本申请的第二序列D3温升曲线示意图；
图9为本申请的电子设备的模块化示意图；
图10为本申请的热失控扩散的圆柱锂电池测试装置模块化示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“部件”或“单元”可以混合地使用。
为增加单位体积内的圆柱锂电池的能量密度，圆柱锂电池排布采用相对紧凑的结构；为优化电池单元的线路连接以及优化汇流结构布局，如图3所示，电池单元210采用片状连接结构211进行串联成组；这增加了电池单体分布复杂度，当电池单体发生热失控后，其周围的电池单体都存在失控的风险，由于安全阀开启后，电池箱体内部环境与外部一定程度上连通，外部扰动无法预计，如何依赖自身现有结构的能力感知并判断热失控扩散的情况，便成为本申请解决的主要问题。下面通过各实施例来分别阐述说明。
实施例1
如图1所示，热失控扩散的圆柱锂电池测试方法，包括如下步骤：
S101、获取标记为热失控的电池单体Amn-hot；在本实施例中，电池单体Amn-hot通过电池箱自身的BMS系统已经标记为正在发生热失控，此时安全阀配置为开启，内部烟气可排出箱体内部；在一些实施例中，如图4、图5所示，以电池单元A5中的A54被标记热失控为例进行说明，当获取到热失控的电池单体A54-hot后，执行步骤S102;
S102、根据电池单体Amn-hot的位置匹配得到表征该电池单体的第一序列D0{Amn-hot}与表征其扩散状态的若干第二序列Dn{Axy-dif}；其中，D0{Amn-hot}为以Amn-hot为中心至少两电池单体为半径进行延展得到的电池单体集合，Dn{Axy-dif}为围绕Amn-hot与Axy-dif周围的电池单体集合，n≠0，Axy表示下一个出现热失控的电池单体的编码。
在本实施例中，如图5所示，第一序列D0{A54-hot}包括{A24、A32、A33、A51、A71、A72、A74、A63、A61、A42、A41、A14、A34、A52、A53、A73、A44、A43}；需要说明的是，在进行延展过程中如不存在实体电池单体，在一些实施例中，可进行缺省配置，即进行补零例，如第一序列D0{A51-hot}可配置为{A31、0、0、0、0、0、A81、A72、A73、A54、A34、A32、A33、0、0、A71、A53、A52}；在另一些实施例中，可进行镜像配置，即将不存在实体的电池单体配置成关于电池单体Amn-hot对称的电池单体，例如第一序列D0{A51-hot}可配置为{A31、A32、A34、A54、A73、A72、A81、A72、A73、A54、A34、A32、A33、A52、A53、A71、A53、A52}。
在本实施例中，下一个出现热失控的情况具有不可预测性，即A54-hot向各个方向进行扩散存在可能性，且扩散的数量（1-6）也存在不可控性，故本申请针对每一扩散状态进行一一对应，得到若干个第二序列Dn{Axy-dif}，例如，图6a中所示，A54-hot向电池单元内的A52进行扩散得到第二序列D1{A52-dif}，其中第二序列D1{A52-dif}为{A32、A33、A51、A53、A73、A44、A43、A34}；再例如，图7a中所示，A54-hot向电池单元外的A43进行扩散得到第二序列D2{A43-dif}，其中第二序列D2{A43-dif}为{A14、A34、A52、A53、A73、A44、A42、A41}；又例如，图8a中所示，A54-hot向电池单元外的A34及A43进行扩散得到第二序列D3{A34-dif，A43-dif}，其中第二序列D3{A34-dif，A43-dif}为{A14、A24、A32、A52、A53、A73、A44、A42、A41}；应当理解，A54-hot向其他电池单体进行扩散的情况可以通过上述举例进行组合或者镜像得到，在此不再一一列举。
S103、持续采集第一序列D0{Amn-hot}内所有电池单体的表征参数；其中，表征参数至少包括电池单体的电芯温度；表征参数还可包括电压值V、电流值I、SOC值、内阻值R中的一种或多种；即需采集的第一序列D0{Amn-hot}表征参数的集合，如第一序列D0{A54-hot}包括{A24、A32、A33、A51、A71、A72、A74、A63、A61、A42、A41、A14、A34、A52、A53、A73、A44、A43}对应温度T与电阻值R的表征参数的集合为{（T24,R24）、（T32,R32）、……（T44,R44）、（T43,R43）}；需要说明的是，在一些实施例中，在电池箱BMS系统中管理存储有所有电池单体的表征参数，当存在热失控的电池单体Amn-hot时，进行调用以组成第一序列D0{Amn-hot}的表征参数的集合。
S104、根据若干第二序列Dn{Axy-dif}匹配表征参数的对应扩散条件；在一些实施例中，扩散条件为预先配置的表征参数的判断条件；其预先配置过程可通过电池箱实体仿真得到，具体可包括步骤S111-S112，如图2所示，包括：
S111、获取电池箱拟进行热失控扩散实验的电池单体；其中，进行热失控扩散实验的电池单体至少包括两个依序发生热失控的电池单体；
S112、利用热失控装置配置电池箱执行热失控扩散实验，采集其对应热失控的表征参数，并拟合得到所述扩散条件。如图6a所示，A54-hot向电池单元内的A52的扩散条件，通过配置A54、A52依序进行热失控，具体地通过针刺加载或过充放电加载以使得电池单体发生热失控，并在A52热失控发生的前后记录第二序列D1{A52-dif}即{A32、A33、A51、A53、A73、A44、A43、A34}的参数变化情况，并进行多次实验，将结果进行拟合，以得到第二序列D1{A52-dif}对应的扩散条件。
S105、判断第一序列D0{Amn-hot}中的表征参数是否存在符合的扩散条件；
S106、若表征参数存在符合的扩散条件，则判定为发生热失控扩散。
S109、若不符合，未发生热失控扩散，并返回至步骤S106继续判断。
在一些优选实施例中，如利用电池单体的电芯温度进行表征时，扩散条件包括：
判断所述第二序列Dn{Axy-dif}的是否存在温升极大值Tmax；其中，判定为温升极大值Tmax的电池单体为大于1.2Tave，Tave为所述第二序列Dn{Axy-dif}内电池单体平均温升；例如，如图6a、6b所示，第二序列D1{A52-dif}即{A32、A33、A51、A53、A73、A44、A43、A34}的温升数据，其中，A34与A53的温升超过1.2Tave，如3.5℃/s；Tave为2.6℃/s；即当Tave符合温升区间时，判断A34与A53是否为温升极大值Tmax，若是，则判定当前A54-hot向电池单元内的A52发生热失控扩散。又例如，如图7a、7b所示，第二序列D2{A43-dif}即{A14、A34、A52、A53、A73、A44、A42、A41}的温升数据，其中，A44与A34的温升超过1.2Tave，如3.2℃/s；Tave为2.5℃/s；即当Tave符合温升区间时，判断A44与A34是否为温升极大值Tmax，若是，则判定当前A54-hot向电池单元外的A43发生热失控扩散。再例如，如图8a、8b所示，第二序列D3{A34-dif，A43-dif}即{A14、A24、A32、A52、A53、A73、A44、A42、A41}的温升数据，其中，A44、A14、A52的温升超过1.2Tave，如3.6℃/s；Tave为2.8℃/s；即当Tave符合温升区间时，判断A44、A14、A52是否为温升极大值Tmax，若是，则判定当前A54-hot向电池单元外的A34、A43发生热失控扩散。
在一优选实施例中，还包括步骤：
获取温升极大值Tmax的数量k、与温升极大值Tmax的对应电池单体；匹配得到发生热失控扩散的次数p；其中，p=k-1。在一些实施例中，如图6a、6b以及图7a、7b，温升极大值Tmax的数量k为2，其发生热失控扩散的次数p为1；在另一些实施例中，如图8a、8b，温升极大值Tmax的数量k为3，其发生热失控扩散的次数p为2。需要说明的是，发生热失控扩散的次数p的规则根据Amn-hot的不同而不同，不应对此产生技术方案的不理解以及技术方案的不清楚。
在一优选实施例中，如图1所示，判定为发生热失控扩散后还包括步骤：
S107、获取表征参数符合的扩散条件，定位热失控扩散的电池单体Axy-dif，以得到热失控扩散的方向。结合图6a、7a、8a所示，当判断表征参数符合扩散条件后，可快速定位热失控扩散的电池单体Axy-dif，例如图6a中的A52、图7a中的A43、图8a中的A34与A43都为Axy-dif；并通过Amn-hot与Axy-dif的连线来确定热失控扩散的方向。
在一优选实施例中，如图1所示，在判定为发生热失控扩散后，还包括步骤：S108、切断电池箱高压线路，并上报储能系统发生热失控扩散以协同储能系统消防设备执行消防。在本实施例中，热失控发生扩散后表明在依靠电池箱自身的安全阀或者冷却设备无法控制，为避免进一步扩散，快速切断电池箱高压线路，同时快速响应，获取储能系统的消防设备的支持。
需要说明的是，为便于阐述，上述实施例中仅用温度来进行举例说明，不代表仅仅通过温度来进行热失控扩散的表征，还可包括利用电池单体能采集到的各种参数如电压值V、电流值I、SOC值、内阻值R中的一种或多种来进行热失控扩散的表征；如通过判断电压值下降值是否大于1V来判断热失控扩散是否发生。
还需要说明的是，当电池单体发生热失控后，其电池单元内并未断路，并不影响其他电池单体的表征参数采集；还需要说明的是，电池单体的表征参数采集通过数据信号线连接至电池箱BMS，可采集电压值V、电流值I、SOC值以及利用上述值可估算的内阻值R、温度T等，温度T也可通过配置在电池单体的独立的NTC电阻来采集其温度信号；信号采集本身属于现有技术，在此不再赘述。
应当理解，本申请采用热失控周围的电池单体作为测试其热失控扩散的感知端，不依赖与其他传感设备，简化电池箱内部结构与设备复杂度；并将不同扩散情况进行一一表征，精准识别热失控状态下的各种扩散状态。
实施例2
如图9所示，一种电子设备，包括：处理器23和存储器21，存储器21用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被处理器23执行时，实现实施例1中的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法。在本实施例中，电子设备还包括通信接口52，用以接收与发送数据；总线54，用以在电子设备内部传递数据。
在本实施例中，电子设备可配置为储能电池箱200，如图3、图4所示，若干电池单元210采用片状连接结构211进行串联成组（4个电池单体串联），电池单元210之间通过汇流连接片220进行汇流，并采集各电池单体的数据。
当其中的电池单体发生热失控后，电池箱的BMS识别到Amn-hot后，便执行如实施例1中的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法，具体过程不再赘述。本申请充分利用自身数据，不依赖与其他传感设备，采用热失控周围的电池单体作为测试其热失控扩散的感知端，精准识别热失控状态下的各种扩散状态，简化电池箱内部结构与设备复杂度，便于圆柱锂电池领域推广应用。
实施例3
如图10所示，一种热失控扩散的圆柱锂电池测试装置300，包括：
获取单元301，用以获取标记为热失控的电池单体Amn-hot，以及获取电池单体的表征参数；其中，表征参数至少包括电池单体的电芯温度；在本实施例中，电池单体Amn-hot通过电池箱自身的BMS系统已经标记为正在发生热失控，此时安全阀配置为开启，内部烟气可排出箱体内部；在一些实施例中，如图4、图5所示，以电池单元A5中的A54被标记热失控为例进行说明；需要说明的是，在一些实施例中，在电池箱BMS系统中管理存储有所有电池单体的表征参数，当存在热失控的电池单体Amn-hot时，进行调用以组成第一序列D0{Amn-hot}的表征参数的集合。
第一处理单元302，用以根据电池单体Amn-hot的位置匹配得到表征该电池单体的第一序列D0{Amn-hot}与表征其扩散状态的若干第二序列Dn{Axy-dif}，其中，D0{Amn-hot}为以Amn-hot为中心至少两电池单体为半径进行延展得到的电池单体集合，Dn{Axy-dif}为围绕Amn-hot与Axy-dif周围的电池单体集合，n≠0，Axy表示下一个出现热失控的电池单体的编码。
在本实施例中，如图5所示，第一序列D0{A54-hot}包括{A24、A32、A33、A51、A71、A72、A74、A63、A61、A42、A41、A14、A34、A52、A53、A73、A44、A43}；需要说明的是，在进行延展过程中如不存在实体电池单体，在一些实施例中，可进行缺省配置，即进行补零例，如第一序列D0{A51-hot}可配置为{A31、0、0、0、0、0、A81、A72、A73、A54、A34、A32、A33、0、0、A71、A53、A52}；在另一些实施例中，可进行镜像配置，即将不存在实体的电池单体配置成关于电池单体Amn-hot对称的电池单体，例如第一序列D0{A51-hot}可配置为{A31、A32、A34、A54、A73、A72、A81、A72、A73、A54、A34、A32、A33、A52、A53、A71、A53、A52}。表征参数还可包括电压值V、电流值I、SOC值、内阻值R中的一种或多种；即需采集的第一序列D0{Amn-hot}表征参数的集合，如第一序列D0{A54-hot}包括{A24、A32、A33、A51、A71、A72、A74、A63、A61、A42、A41、A14、A34、A52、A53、A73、A44、A43}对应温度T与电阻值R的表征参数的集合为{（T24,R24）、（T32,R32）、……（T44,R44）、（T43,R43）}。
在本实施例中，下一个出现热失控的情况具有不可预测性，即A54-hot向各个方向进行扩散存在可能性，且扩散的数量（1-6）也存在不可控性，故本申请针对每一扩散状态进行一一对应，得到若干个第二序列Dn{Axy-dif}，例如，图6a中所示，A54-hot向电池单元内的A52进行扩散得到第二序列D1{A52-dif}，其中第二序列D1{A52-dif}为{A32、A33、A51、A53、A73、A44、A43、A34}；再例如，图7a中所示，A54-hot向电池单元外的A43进行扩散得到第二序列D2{A43-dif}，其中第二序列D2{A43-dif}为{A14、A34、A52、A53、A73、A44、A42、A41}；又例如，图8a中所示，A54-hot向电池单元外的A34及A43进行扩散得到第二序列D3{A34-dif，A43-dif}，其中第二序列D3{A34-dif，A43-dif}为{A14、A24、A32、A52、A53、A73、A44、A42、A41}；应当理解，A54-hot向其他电池单体进行扩散的情况可以通过上述举例进行组合或者镜像得到，在此不再一一列举。
第二处理单元303，用以根据若干第二序列Dn{Axy-dif}匹配表征参数的对应扩散条件；如图6a所示，A54-hot向电池单元内的A52的扩散条件，通过配置A54、A52依序进行热失控，具体地通过针刺加载或过充放电加载以使得电池单体发生热失控，并在A52热失控发生的前后记录第二序列D1{A52-dif}即{A32、A33、A51、A53、A73、A44、A43、A34}的参数变化情况，并进行多次实验，将结果进行拟合，以得到第二序列D1{A52-dif}对应的扩散条件。
在一些优选实施例中，如利用电池单体的电芯温度进行表征时，判断所述第二序列Dn{Axy-dif}的是否存在温升极大值Tmax；其中，判定为温升极大值Tmax的电池单体为大于1.2Tave，Tave为所述第二序列Dn{Axy-dif}内电池单体平均温升；例如，如图6a、6b所示，第二序列D1{A52-dif}即{A32、A33、A51、A53、A73、A44、A43、A34}的温升数据，其中，A34与A53的温升超过1.2Tave，如3.5℃/s；Tave为2.6℃/s；即当Tave符合温升区间时，判断A34与A53是否为温升极大值Tmax，若是，则判定当前A54-hot向电池单元内的A52发生热失控扩散。又例如，如图7a、7b所示，第二序列D2{A43-dif}即{A14、A34、A52、A53、A73、A44、A42、A41}的温升数据，其中，A44与A34的温升超过1.2Tave，如3.2℃/s；Tave为2.5℃/s；即当Tave符合温升区间时，判断A44与A34是否为温升极大值Tmax，若是，则判定当前A54-hot向电池单元外的A43发生热失控扩散。再例如，如图8a、8b所示，第二序列D3{A34-dif，A43-dif}即{A14、A24、A32、A52、A53、A73、A44、A42、A41}的温升数据，其中，A44、A14、A52的温升超过1.2Tave，如3.6℃/s；Tave为2.8℃/s；即当Tave符合温升区间时，判断A44、A14、A52是否为温升极大值Tmax，若是，则判定当前A54-hot向电池单元外的A34、A43发生热失控扩散。
测试单元304，用以判断第一序列D0{Amn-hot}中的表征参数是否存在符合的扩散条件；若表征参数存在符合的扩散条件，则判定为发生热失控扩散。
在一优选实施例中，所述扩散条件还包括发生热失控扩散的次数。获取温升极大值Tmax的数量k、与温升极大值Tmax的对应电池单体；匹配得到发生热失控扩散的次数p；其中，p=k-1。在一些实施例中，如图6a、6b以及图7a、7b，温升极大值Tmax的数量k为2，其发生热失控扩散的次数p为1；在另一些实施例中，如图8a、8b，温升极大值Tmax的数量k为3，其发生热失控扩散的次数p为2。需要说明的是，发生热失控扩散的次数p的规则根据Amn-hot的不同而不同，不应对此产生技术方案的不理解以及技术方案的不清楚。更优地，还包括预警单元，用以根据所述热失控扩散的次数配置协同的储能系统执行对应的消防策略；例如，热失控扩散的次数为1时，可配置协同电池簇内消防设备进行处理；当热失控扩散的次数等于2时，可配置协同临近电池簇的消防设备一起进行协同消防处理；当热失控扩散的次数超过2时，可配置整体储能系统可调动消防设备进行消防处理。
需要说明的是，为便于阐述，上述实施例中仅用温度来进行举例说明，不代表仅仅通过温度来进行热失控扩散的表征，还可包括利用电池单体能采集到的各种参数如电压值V、电流值I、SOC值、内阻值R中的一种或多种来进行热失控扩散的表征；如通过判断电压值下降值是否大于1V来判断热失控扩散是否发生。
还需要说明的是，当电池单体发生热失控后，其电池单元内并未断路，并不影响其他电池单体的表征参数采集；还需要说明的是，电池单体的表征参数采集通过数据信号线连接至电池箱BMS，可采集电压值V、电流值I、SOC值以及利用上述值可估算的内阻值R、温度T等，温度T也可通过配置在电池单体的独立的NTC电阻来采集其温度信号；信号采集本身属于现有技术，在此不再赘述。
应当理解，本申请采用热失控周围的电池单体作为测试其热失控扩散的感知端，不依赖与其他传感设备，简化电池箱内部结构与设备复杂度；并将不同扩散情况进行一一表征，精准识别热失控状态下的各种扩散状态。
实施例4
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被执行时实现实施例1中的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个计算机可读存储介质（可以是CD-ROM、U盘、移动硬盘等）中或网络上，包括若干计算机程序指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行根据本申请实施方式的上述方法。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
本说明书实施例提供的装置、电子设备、非易失性计算机存储介质与方法是对应的，因此，装置、电子设备、非易失性计算机存储介质也具有与对应方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述对应装置、电子设备、非易失性计算机存储介质的有益技术效果。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件单元又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本说明书实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书实施例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，本说明书实施例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。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、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。
还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序单元。一般地，程序单元包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序单元可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例。
Claims (8)
1.一种热失控扩散的圆柱锂电池测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取标记为热失控的电池单体Amn-hot；
根据所述电池单体Amn-hot的位置匹配得到表征该电池单体的第一序列D0{Amn-hot}与表征其扩散状态的若干第二序列Dn{Axy-dif}；其中，D0{Amn-hot}为以Amn-hot为中心至少两电池单体为半径进行延展得到的电池单体集合，Dn{Axy-dif}为围绕Amn-hot与Axy-dif周围的电池单体集合，n≠0，Axy表示下一个出现热失控的电池单体的编码；在电池箱BMS系统中管理存储有所有电池单体的表征参数，当存在热失控的电池单体Amn-hot时，进行调用以组成第一序列D0{Amn-hot}的表征参数的集合；
持续采集所述第一序列D0{Amn-hot}内所有电池单体的表征参数；其中，表征参数至少包括电池单体的电芯温度；
根据若干所述第二序列Dn{Axy-dif}匹配表征参数的对应扩散条件；
判断所述第一序列D0{Amn-hot}中的表征参数是否存在符合的扩散条件；
若表征参数存在符合的扩散条件，则判定为发生热失控扩散；
所述扩散条件包括：
判断所述第二序列Dn{Axy-dif}的是否存在温升极大值Tmax；其中，判定为温升极大值Tmax的电池单体为大于1.2Tave，Tave为所述第二序列Dn{Axy-dif}内电池单体平均温升；
若存在，则判定为发生热失控扩散；
获取温升极大值Tmax的数量k、与温升极大值Tmax的对应电池单体；
匹配得到发生热失控扩散的次数p；其中，p=k-1。
2.根据权利要求1所述的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法，其特征在于，判定为发生热失控扩散后还包括步骤：
获取表征参数符合的扩散条件，定位热失控扩散的电池单体Axy-dif，以得到热失控扩散的方向。
3.根据权利要求1所述的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法，其特征在于，所述扩散条件通过以下步骤生成：
获取电池箱拟进行热失控扩散实验的电池单体；其中，进行热失控扩散实验的电池单体至少包括两个依序发生热失控的电池单体；
利用热失控装置配置电池箱执行热失控扩散实验，采集其对应热失控的表征参数，并拟合得到所述扩散条件。
4.根据权利要求1所述的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法，其特征在于，所述表征参数还包括电池单体的电压值和/或电流值和/或SOC值和/或内阻值。
5.根据权利要求1所述的热失控扩散的圆柱锂电池测试方法，其特征在于，在判定为发生热失控扩散后，还包括步骤：
切断电池箱高压线路，并上报储能系统发生热失控扩散以协同储能系统消防设备执行消防。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现权利要求1-5中任一项所述的方法。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。
8.一种热失控扩散的圆柱锂电池测试装置，其特征在于，包括：
获取单元，用以获取标记为热失控的电池单体Amn-hot，以及获取电池单体的表征参数；其中，表征参数至少包括电池单体的电芯温度；在电池箱BMS系统中管理存储有所有电池单体的表征参数，当存在热失控的电池单体Amn-hot时，进行调用以组成第一序列D0{Amn-hot}的表征参数的集合；
第一处理单元，用以根据所述电池单体Amn-hot的位置匹配得到表征该电池单体的第一序列D0{Amn-hot}与表征其扩散状态的若干第二序列Dn{Axy-dif}，其中，D0{Amn-hot}为以Amn-hot为中心至少两电池单体为半径进行延展得到的电池单体集合，Dn{Axy-dif}为围绕Amn-hot与Axy-dif周围的电池单体集合，n≠0，Axy表示下一个出现热失控的电池单体的编码；
第二处理单元，用以根据若干所述第二序列Dn{Axy-dif}匹配表征参数的对应扩散条件；
测试单元，用以判断所述第一序列D0{Amn-hot}中的表征参数是否存在符合的扩散条件；若表征参数存在符合的扩散条件，则判定为发生热失控扩散；
所述扩散条件包括：
判断所述第二序列Dn{Axy-dif}的是否存在温升极大值Tmax；其中，判定为温升极大值Tmax的电池单体为大于1.2Tave，Tave为所述第二序列Dn{Axy-dif}内电池单体平均温升；
若存在，则判定为发生热失控扩散；
获取温升极大值Tmax的数量k、与温升极大值Tmax的对应电池单体；
匹配得到发生热失控扩散的次数p；其中，p=k-1。
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| 孙延先 等.锂离子电池模组过充热失控扩散仿真.电池.2019,(第6期),第20-23页. * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116338473A (zh) | 2023-06-27 |
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