【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储能电池安全防护，特别涉及一种储能电池火灾产热量确定方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、随着锂离子电池储能技术的发展，锂离子电池安全性问题日益凸显。据统计，全球已发生70余起储能电站火灾事故，造成严重的财产损失及人员伤亡。2023年6月，美国纽约州沃里克市两个锂离子储能电站发生火灾，火灾持续了一个多星期。2023年9月，澳大利亚昆士兰州bouldercombe储能项目使用的特斯拉电池燃烧，导致整个集装箱烧毁。因此，在锂离子电池大量商业化应用的同时，锂离子电池的安全问题成为制约锂离子电池电力储能大规模应用的瓶颈。精准计算锂离子电池热失控火灾产热量，对于电池火灾阻隔、灭火具有重要意义。
2、目前电池火灾产热量主要通过耗氧原理，通过测试电池热失控火灾过程中空气中氧气量计算产热量，但是电池热失控为释氧过程，电池负极sei膜分解及正极材料分解都会产生大量氧气。电池燃烧过程中不仅会和空气中的氧气反应，还会与电池材料分解产生的氧气反应，导致传统耗氧原理存在电池热失控火灾产热计算量偏低，影响到后续灭火剂的精确用量，导致储能电池火灾无法精准扑灭。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种储能电池火灾产热量预测方法、装置、设备及介质，以解决现有耗氧原理预测电池热失控火灾产热计算量偏低，无法精确确定灭火剂用量的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种储能电池火灾产热量预测方法，包括：>
4、获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率；
5、获取储能电池的正极克容量，根据正极克容量计算获得正极产氧速率；
6、根据负极产氧速率和正极产氧速率计算获得储能电池热失控燃烧速率；
7、根据储能电池热失控燃烧速率预测获得储能电池火灾产热量。
8、本专利技术进一步的改进在于：所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤，具体包括：
9、获取储能电池热失控时的电池表面温度t、储能电池的容量aah和储能电池的负极克容量m负极；
10、负极产氧速率为：
11、v1＝v负极×m负极，单位l·s-1；
12、其中，v负极是负极在电池表面温度t下的产气速率；m负极为负极质量；
13、
14、其中，μ1为负极修正系数，取值为1-1.5。
15、本专利技术进一步的改进在于：所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤中，v负极通过以下公式计算获得：
16、电池表面温度t在57℃至77℃时：
17、v负极＝(-0.03148+5.42×t)×10-6×60 (1)
18、电池表面温度t在77℃至206℃时：
19、v负极＝(0.2119-2.06t+7.368×t2)×10-6×60 (2)
20、电池表面温度t在206℃至244℃时：
21、v负极＝(-4.68t+0.10677)×10-6×60(3)
22、电池表面温度t在244℃至300℃时：
23、v负极＝(3.709t-0.09805)×10-6×60(4)。
24、本专利技术进一步的改进在于：所述获取储能电池的正极克容量，根据正极克容量计算获得正极产氧速率的步骤中，正极产氧速率的计算公式为：
25、
26、v2为正极产生氧气速率，单位l/s；ea为活化能，取值范围为：90-100kj·mol-1，a为指前因子，取值范围为：1-3×108s-1；r为气体摩尔常数；αt为电池燃烧开始t时刻的物质剩余量占比；
27、
28、其中，m正极为储能电池的正极质量；
29、
30、其中，μ2为正极修正系数，取值1-1.2；m正极为储能电池的正极克容量。
31、本专利技术进一步的改进在于：所述根据负极产氧速率和正极产氧速率计算获得储能电池热失控燃烧速率的步骤中，储能电池热失控燃烧速率q的计算公式为：
32、
33、其中，me为预设质量流量，kg/s；ρ空气为空气密度，单位为kg/l；x测试为顺磁性氧气探测仪的测量浓度，％。
34、本专利技术进一步的改进在于：所述根据储能电池热失控燃烧速率预测获得储能电池火灾产热量的步骤，具体包括：
35、根据储能电池热失控燃烧速率获得储能电池的燃烧曲线，基于燃烧曲线确定储能电池开始燃烧以及结束燃烧时间，通过对电池热失控燃烧速率积分获得储能电池火灾产热量。
36、第二方面，本专利技术提供一种储能电池火灾产热量预测装置，包括：
37、负极产氧速率计算模块，用于获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率；
38、正极产氧速率计算模块，用于获取储能电池的正极克容量，根据正极克容量计算获得正极产氧速率；
39、热失控燃烧速率计算模块，用于根据负极产氧速率和正极产氧速率计算获得储能电池热失控燃烧速率；
40、储能电池火灾产热量预测模块，用于根据储能电池热失控燃烧速率预测获得储能电池火灾产热量。
41、本专利技术进一步的改进在于：所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤，具体包括：
42、获取储能电池热失控时的电池表面温度t、储能电池的容量aah和储能电池的负极克容量m负极；
43、负极产氧速率为：
44、v1＝v负极×m负极，单位l·s-1；
45、其中，v负极是负极在电池表面温度t下的产气速率；m负极为负极质量；
46、
47、其中，μ1为负极修正系数，取值为1-1.5；
48、所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤中，v负极通过以下公式计算获得：
49、电池表面温度t在57℃至77℃时：
50、v负极＝(-0.03148+5.42×t)×10-6×60 (1)
51、电池表面温度t在77℃至206℃时：
52、v负极＝(0.2119-2.06t+7.368×t2)×10-6×60 (2)
53、电池表面温度t在206℃至244℃时：
54、v负极＝(-4.68t+0.10677)×10-6×60(3)
55、电池表面温度t在244℃至300℃时：
56、v负极＝(3.709t-0.09805)×10-6×60(4)
57、所述获取储能电池的正极克容量，根据正极克容量计算获得正极产氧速率的步骤中，正极产氧速率的计算公式为：
58、
59、v2为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤，具体包括：
3.根据权利要求2所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤中，V负极通过以下公式计算获得：
4.根据权利要求2所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述获取储能电池的正极克容量，根据正极克容量计算获得正极产氧速率的步骤中，正极产氧速率的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述根据负极产氧速率和正极产氧速率计算获得储能电池热失控燃烧速率的步骤中，储能电池热失控燃烧速率Q的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述根据储能电池热失控燃烧速率预测获得储能电池火灾产热量的步骤，具体包括：
7.储能电池火灾产热量预测装置，其特征在于，包
8.根据权利要求7所述的储能电池火灾产热量预测装置，其特征在于，所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤，具体包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至6中任意一项所述的储能电池火灾产热量预测方法。
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存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任意一项所述的储能电池火灾产热量预测方法。
...【技术特征摘要】
1.储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤，具体包括：
3.根据权利要求2所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述获取储能电池热失控时的电池表面温度；基于电池表面温度计算获得负极产氧速率的步骤中，v负极通过以下公式计算获得：
4.根据权利要求2所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述获取储能电池的正极克容量，根据正极克容量计算获得正极产氧速率的步骤中，正极产氧速率的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的储能电池火灾产热量预测方法，其特征在于，所述根据负极产氧速率和正极产氧速率计算获得储能电池热失控燃烧速率的步骤中，储能电池热失控燃烧速率q...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，周天念，杨凯，刘美麟，张明杰，魏斌，范茂松，高飞，赖铱麟，耿萌萌，马俊华，宋浩宇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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