【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于儲能電池安全防護，特別涉及一種儲能電池火災產熱量確定方法、裝置、設備及介質。
技術介紹
1、隨著鋰離子電池儲能技術的發展，鋰離子電池安全性問題日益凸顯。據統計，全球已發生70余起儲能電站火災事故，造成嚴重的財產損失及人員傷亡。2023年6月，美國紐約州沃里克市兩個鋰離子儲能電站發生火災，火災持續了一個多星期。2023年9月，澳大利亞昆士蘭州bouldercombe儲能項目使用的特斯拉電池燃燒，導致整個集裝箱燒毀。因此，在鋰離子電池大量商業化應用的同時，鋰離子電池的安全問題成為制約鋰離子電池電力儲能大規模應用的瓶頸。精準計算鋰離子電池熱失控火災產熱量，對于電池火災阻隔、滅火具有重要意義。
2、目前電池火災產熱量主要通過耗氧原理，通過測試電池熱失控火災過程中空氣中氧氣量計算產熱量，但是電池熱失控為釋氧過程，電池負極sei膜分解及正極材料分解都會產生大量氧氣。電池燃燒過程中不僅會和空氣中的氧氣反應，還會與電池材料分解產生的氧氣反應，導致傳統耗氧原理存在電池熱失控火災產熱計算量偏低，影響到后續滅火劑的精確用量，導致儲能電池火災無法精準撲滅。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種儲能電池火災產熱量預測方法、裝置、設備及介質，以解決現有耗氧原理預測電池熱失控火災產熱計算量偏低，無法精確確定滅火劑用量的技術問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種儲能電池火災產熱量預測方法，包括：>
4、獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率；
5、獲取儲能電池的正極克容量，根據正極克容量計算獲得正極產氧速率；
6、根據負極產氧速率和正極產氧速率計算獲得儲能電池熱失控燃燒速率；
7、根據儲能電池熱失控燃燒速率預測獲得儲能電池火災產熱量。
8、本專利技術進一步的改進在于：所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟，具體包括：
9、獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度t、儲能電池的容量aah和儲能電池的負極克容量m負極；
10、負極產氧速率為：
11、v1＝v負極×m負極，單位l·s-1；
12、其中，v負極是負極在電池表面溫度t下的產氣速率；m負極為負極質量；
13、
14、其中，μ1為負極修正系數，取值為1-1.5。
15、本專利技術進一步的改進在于：所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟中，v負極通過以下公式計算獲得：
16、電池表面溫度t在57℃至77℃時：
17、v負極＝(-0.03148+5.42×t)×10-6×60?(1)
18、電池表面溫度t在77℃至206℃時：
19、v負極＝(0.2119-2.06t+7.368×t2)×10-6×60??(2)
20、電池表面溫度t在206℃至244℃時：
21、v負極＝(-4.68t+0.10677)×10-6×60(3)
22、電池表面溫度t在244℃至300℃時：
23、v負極＝(3.709t-0.09805)×10-6×60(4)。
24、本專利技術進一步的改進在于：所述獲取儲能電池的正極克容量，根據正極克容量計算獲得正極產氧速率的步驟中，正極產氧速率的計算公式為：
25、
26、v2為正極產生氧氣速率，單位l/s；ea為活化能，取值范圍為：90-100kj·mol-1，a為指前因子，取值范圍為：1-3×108s-1；r為氣體摩爾常數；αt為電池燃燒開始t時刻的物質剩余量占比；
27、
28、其中，m正極為儲能電池的正極質量；
29、
30、其中，μ2為正極修正系數，取值1-1.2；m正極為儲能電池的正極克容量。
31、本專利技術進一步的改進在于：所述根據負極產氧速率和正極產氧速率計算獲得儲能電池熱失控燃燒速率的步驟中，儲能電池熱失控燃燒速率q的計算公式為：
32、
33、其中，me為預設質量流量，kg/s；ρ空氣為空氣密度，單位為kg/l；x測試為順磁性氧氣探測儀的測量濃度，％。
34、本專利技術進一步的改進在于：所述根據儲能電池熱失控燃燒速率預測獲得儲能電池火災產熱量的步驟，具體包括：
35、根據儲能電池熱失控燃燒速率獲得儲能電池的燃燒曲線，基于燃燒曲線確定儲能電池開始燃燒以及結束燃燒時間，通過對電池熱失控燃燒速率積分獲得儲能電池火災產熱量。
36、第二方面，本專利技術提供一種儲能電池火災產熱量預測裝置，包括：
37、負極產氧速率計算模塊，用于獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率；
38、正極產氧速率計算模塊，用于獲取儲能電池的正極克容量，根據正極克容量計算獲得正極產氧速率；
39、熱失控燃燒速率計算模塊，用于根據負極產氧速率和正極產氧速率計算獲得儲能電池熱失控燃燒速率；
40、儲能電池火災產熱量預測模塊，用于根據儲能電池熱失控燃燒速率預測獲得儲能電池火災產熱量。
41、本專利技術進一步的改進在于：所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟，具體包括：
42、獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度t、儲能電池的容量aah和儲能電池的負極克容量m負極；
43、負極產氧速率為：
44、v1＝v負極×m負極，單位l·s-1；
45、其中，v負極是負極在電池表面溫度t下的產氣速率；m負極為負極質量；
46、
47、其中，μ1為負極修正系數，取值為1-1.5；
48、所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟中，v負極通過以下公式計算獲得：
49、電池表面溫度t在57℃至77℃時：
50、v負極＝(-0.03148+5.42×t)×10-6×60?(1)
51、電池表面溫度t在77℃至206℃時：
52、v負極＝(0.2119-2.06t+7.368×t2)×10-6×60??(2)
53、電池表面溫度t在206℃至244℃時：
54、v負極＝(-4.68t+0.10677)×10-6×60(3)
55、電池表面溫度t在244℃至300℃時：
56、v負極＝(3.709t-0.09805)×10-6×60(4)
57、所述獲取儲能電池的正極克容量，根據正極克容量計算獲得正極產氧速率的步驟中，正極產氧速率的計算公式為：
58、
59、v2為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟，具體包括：
3.根據權利要求2所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟中，V負極通過以下公式計算獲得：
4.根據權利要求2所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述獲取儲能電池的正極克容量，根據正極克容量計算獲得正極產氧速率的步驟中，正極產氧速率的計算公式為：
5.根據權利要求4所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述根據負極產氧速率和正極產氧速率計算獲得儲能電池熱失控燃燒速率的步驟中，儲能電池熱失控燃燒速率Q的計算公式為：
6.根據權利要求1所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述根據儲能電池熱失控燃燒速率預測獲得儲能電池火災產熱量的步驟，具體包括：
7.儲能電池火災產熱量預測裝置，其特征在于，包
8.根據權利要求7所述的儲能電池火災產熱量預測裝置，其特征在于，所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟，具體包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述處理器用于執行存儲器中存儲的計算機程序以實現如權利要求1至6中任意一項所述的儲能電池火災產熱量預測方法。
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有至少一個指令，所述至少一個指令被處理器執行時實現如權利要求1至6中任意一項所述的儲能電池火災產熱量預測方法。
...【技術特征摘要】
1.儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟，具體包括：
3.根據權利要求2所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述獲取儲能電池熱失控時的電池表面溫度；基于電池表面溫度計算獲得負極產氧速率的步驟中，v負極通過以下公式計算獲得：
4.根據權利要求2所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述獲取儲能電池的正極克容量，根據正極克容量計算獲得正極產氧速率的步驟中，正極產氧速率的計算公式為：
5.根據權利要求4所述的儲能電池火災產熱量預測方法，其特征在于，所述根據負極產氧速率和正極產氧速率計算獲得儲能電池熱失控燃燒速率的步驟中，儲能電池熱失控燃燒速率q...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳浩，周天念，楊凱，劉美麟，張明杰，魏斌，范茂松，高飛，賴銥麟，耿萌萌，馬俊華，宋浩宇，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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