电池包、相变材料层质量确定方法、装置、设备和介质与流程

1.本技术涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池包、相变材料层质量确定方法、装置、设备和介质。


背景技术：

2.随着科技的发展，动力电池已成为人们日常生活和生产中常用的物品。动力电池在某些诱导因素下容易引发热失控，从而引起安全性事故。
3.目前针对动力电池的热失控，主要是通过液冷技术实现对动力电池热失控蔓延的抑制，实现动力电池中的电池单体间的热安全防护。
4.因此，现有技术存在对动力电池的热失控蔓延抑制与电池包起火阻断作用有限的问题。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效抑制电池包热失控蔓延与起火的电池包、相变材料层质量确定方法、装置、设备和介质。
6.第一方面，本技术提供一种电池包，该电池包包括：多个电池单体，各电池单体之间设置有安全防护层；安全防护层包括相变材料层和隔热层；
7.电池单体，用于储存电量；
8.安全防护层，用于吸收并阻隔各电池单体因热失控产生的热量。
9.在其中一个实施例中，隔热层的两侧均设置有相变材料层。
10.在其中一个实施例中，相变材料层包括：水凝剂和阻燃剂。
11.在其中一个实施例中，电池包还包括：保护膜；
12.保护膜包裹相变材料层和隔热层。
13.在其中一个实施例中，电池包包括：设置于保护膜上的泄压口；
14.泄压口，用于释放汽化后的相变材料层。
15.第二方面，本技术提供一种相变材料层质量确定方法，该方法包括：
16.根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度与电池包的出口处可燃气浓度；
17.根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果；
18.根据自燃结果，确定相变材料层质量。
19.在其中一个实施例中，喷发气体特性包括：各喷发气体的喷发量；方法还包括：
20.根据各喷发气体的喷发量，确定各喷发气体中可燃气体的百分比以及喷发气体中不可燃气体的百分比；
21.获取各可燃气体的燃烧下限和所有可燃气体的总燃烧下限；
22.根据可燃气体的百分比、不可燃气体的百分比、各可燃气体的燃烧下限和可燃气
体的总燃烧下限，确定喷发气体的燃烧下限浓度。
23.在其中一个实施例中，喷发气体特性还包括：喷发持续时间、喷发温度、喷发气体的比热容；电池包的物理参数包括电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、电池包内部对流换热系数；根据喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度，包括：
24.根据电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、电池包内部对流换热系数、喷发温度、喷发持续时间和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定电池包和未热失控电池单体的吸收的热量；
25.根据电池包和未热失控电池单体的吸收的热量、各气体的喷发量、喷发持续时间、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定电池包的出口处可燃气温度。
26.在其中一个实施例中，喷发气体特性还包括各喷发气体的体积；根据喷发气体特性，确定电池包的出口处可燃气浓度，包括：
27.将各喷发气体中可燃气体体积与喷发气体总体积的比值确定为电池包的出口处可燃气浓度。
28.在其中一个实施例中，根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果，包括：
29.若电池包的出口处可燃气温度大于预先获取到的自燃温度，且电池包的出口处可燃气浓度大于燃烧下限浓度，则确定电池包存在自燃现象。
30.在其中一个实施例中，电池包的物理参数还包括相变材料比热容和相变材料汽化温度；根据自燃结果，确定相变材料层质量，包括：
31.在自燃结果为电池包存在自燃现象的情况下，根据各喷发气体的喷发量、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包与未热失控电池单体的初始温度，确定喷发气体释放的热量；
32.根据喷发气体释放的热量和电池包与未热失控电池单体体吸收的热量，确定相变材料吸收的热量；
33.根据相变材料吸收的热量、相变材料比热容、喷发温度、相变材料汽化温度和电池包的出口处可燃气温度，确定相变材料层质量。
34.第三方面，本技术提供一种相变材料层质量确定装置，装置包括：
35.第一确定模块，用于根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度与电池包的出口处可燃气浓度；
36.第二确定模块，用于根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果；
37.第三确定模块，用于根据自燃结果，确定相变材料层质量。
38.第四方面，本技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第二方面中任一项实施例中方法的步骤。
39.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面中任一项实施例中方法的步骤。
40.上述电池包、相变材料层质量确定方法、装置、设备和介质，电池包包括多个电池单体，各电池单体之间设置有安全防护层；安全防护层包括相变材料层和隔热层；电池单体储存电量；安全防护层吸收并阻隔各电池单体因热失控产生的热量。能够阻止电池单体之间，其中某个电池单体发生热失控时发生热蔓延，安全防护层能够吸收热量并阻隔热量，阻止电池包发生热失控蔓延现象，以此降低电池包内部的温度与可燃气浓度，防止电池包起火，从而实现抑制电池包的热失控蔓延。
附图说明
41.图1为一个实施例中电池包结构示意图；
42.图1
‑
a为一个实施例中安全防护层的结构示意图；
43.图2为另一个实施例中防护膜结构示意图；
44.图2
‑
a为一个实施例中泄压口结构示意图；
45.图3为一个实施例中相变材料层质量确定方法的应用环境图；
46.图4为另一个实施例中相变材料层质量确定方法的流程示意图；
47.图5为另一个实施例中相变材料层质量确定方法的流程示意图；
48.图6为另一个实施例中相变材料层质量确定方法的流程示意图；
49.图7为另一个实施例中相变材料层质量确定方法的流程示意图；
50.图8为另一个实施例中相变材料层质量确定方法的流程示意图；
51.图9为一个实施例中加入相变材料的电池包温度浓度模拟图；
52.图10为一个实施例中相变材料层质量确定装置的结构框图；
53.图11为一个另实施例中相变材料层质量确定装置的结构框图；
54.图12为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
55.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
56.本技术中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
57.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.在一个实施例中，图1为电池包的结构图，如图1所示，提供了一种电池包，该电池包包括多个电池单体11，各电池单体之间设置有安全防护层12；安全防护层包括相变材料层和隔热层；
59.电池单体，用于储存电量；
60.安全防护层，用于吸收并阻隔各电池单体因热失控产生的热量。
61.具体地，电池包内可以包括多个容量相同的电池单体，也可以包括多个容量不同的电池单体，在此不加以限制。可以在各个电池单体之间设置安全防护层，优选地，还可以不仅在电池单体之间设置防护层，电池包内表面也设置安全防护层。安全防护层包括相变材料层121和隔热层122，如图1
‑
a所示。其中，隔热层可以包括云母粉末、陶瓷纤维、玻璃纤维、二氧化硅气凝胶的一种或几种混合物，经过高压磨粉机粉碎后加入至相变材料层中，或着直接将云母粉末、陶瓷纤维、玻璃纤维、二氧化硅气凝胶的一种或几种混合物切成薄片得到隔热层，以此实现电池单体热失控时各个电池单体之间的热量阻隔。其中，相变材料可以包括：水、聚丙烯酸钠复合水凝胶、矿物油或氟化液构成的混合物，当相变材料层在高温下即可汽化，通过汽化后的相变材料层吸收电池单体出现热失控时释放的热量。
62.在本实施例中，电池包包括多个电池单体，各电池单体之间设置有安全防护层；安全防护层包括相变材料层和隔热层；电池单体储存电量；安全防护层吸收并阻隔各电池单体因热失控产生的热量。能够阻止电池单体之中某个电池单体发生热失控时发生热蔓延，安全防护层能够吸收热量并阻隔热量，阻止电池包发生热蔓延现象，以此降低电池包内部的温度，防止电池包起火，从而实现抑制电池包的热失控。
63.上述实施例对电池包进行了说明，在电池包中，需要利用安全防护层来控制电池包热失控时的热蔓延，安全防护层中包括相变材料层和隔热层，现以一个实施例对隔热层和相变材料层的位置进行说明，在一个实施例中，隔热层的两侧均设置有相变材料层。
64.具体地，可以利用工程加工制造一个与电池单体表面积一致的模具，在模具中依次加入相变材料层、隔热层、相变材料层，呈现一个三明治结构的安全防护层。
65.可选地，相变材料层包括：水凝剂和阻燃剂。其中，阻燃剂可以包括三聚氰胺、丙二酸、磷酸酯、硼酸锌中的一种或几种混合物。优选地，水凝剂可以为高吸水性树脂。
66.在本实施例中，由于隔热层的两侧均设置有相变材料层，能够在相变材料层吸收电池单体热失控时释放的热量后，将剩余的热量进一步阻隔，阻止热蔓延，更好地抑制电池包的热失控。其中，相变材料可以选择耐高温程度较高的聚丙烯酸钠，其可承受300℃的高温不分解。水凝胶中水的高比热和潜热让其能够吸收大量热量，在高温下脱离聚丙烯酸亲水性基团的束缚并汽化，将大量热量带离水凝胶，同时，可以在调配水凝胶过程中加入阻燃剂，以达到更佳的抑制起火效果。
67.上述实施例对电池包的安全防护层进行了说明，现以一个实施例对电池包进一步进行说明，如图2所示，电池包还包括：保护膜13；
68.保护膜包裹相变材料层121和隔热层122。
69.具体地，保护膜可以为耐高温塑料或者铝塑膜等耐高温材料，在此不加以限制。保护膜将相变材料层和隔热层进行包裹。可选地，如图2
‑
a所示，电池包包括：设置于保护膜上的泄压口14；泄压口，用于释放汽化后的相变材料层。
70.在本实施例中，由于电池包还包括：保护膜；保护膜包裹相变材料层和隔热层。且
保护膜上设置有泄压口，能够让内部的相变材料层高温汽化后通过该泄压口喷出与电池单体热失控时喷出的可燃气体混合，以达到降低可燃气浓度与温度的效果。
71.上述实施例对电池包进行了说明，在对电池包进行设计时，可以采用一种相变材料层质量确定方法，确定电池包内的相变材料层质量，以实现抑制电池包热失控。本技术提供的相变材料层质量确定方法，可以应用于如图3所示的应用环境中。该应用环境中包括燃烧弹实验装置301、气相色谱仪302和终端303；其中，终端303通过网络与燃烧弹实验装置301以及气相色谱仪302进行通信。其中，通过燃烧弹实验装置进行电池包热失控实验，由气相色谱仪对燃烧弹实验装置采集的电池包热失控时的喷发气体进行成分分析，由燃烧弹实验装置采集电池包热失控时的喷发温度等，然后将数据传输至终端实现电池包所需相变材料层质量的确定。其中，终端303可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
72.上述实施例对电池包，现以一个实施例对如何确定电池包内部安全防护层中的相变材料质量进行说明，在一个实施例中，如图4所示，提供了一种相变材料层质量确定方法，以该方法应用于图3中的终端为例进行说明，包括以下步骤：
73.s402，根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度与电池包的出口处可燃气浓度。
74.具体地，采用燃烧弹实验装置对电池包进行热失控试验，模拟电池包发生热失控现象，并采集电池包热失控情况下的喷发气体，可以选用与实际使用中物理参数(几何、材料属性)类似的电池包进行热失控实验。例如，可以采用软包三元ncm811体系62ah锂离子电池进行热失控实验，当电池包中的电池单体发生热失控时，采集热失控电池单体的喷发气体，并将电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性的喷发时长、喷发温度、气体喷发量等发送至终端，其中，喷发气体的成分分析可以通过气相色谱仪进行分析后，将喷发气体的成分、体积发送至终端。其中，喷发气体特性可以包括喷发气体的成分、体积、喷发时长等。电池包的物理参数预先存储在终端中，可以包括电池包的型号、电池单体的表面积、电池包的对流系数等。根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，根据热平衡理论，进行数学计算确定电池包的出口处可燃气温度与电池包的出口处可燃气浓度。
75.s404，根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果。
76.具体地，当获取到电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度后，可以通过将电池包的出口处可燃气温度和预先获取到的自燃温度进行比较，将电池包的出口处可燃气浓度与燃烧下限浓度进行比较，根据比较结果，确定电池包的自燃结果。示例地，若电池包的出口处可燃气温度大于预先获取到的自燃温度，且电池包的出口处可燃气浓度大于燃烧下限浓度，则电池包会发生自燃；若电池包的出口处可燃气温度大于预先获取到的自燃温度，电池包的出口处可燃气浓度小于燃烧下限浓度，则电池包不会发生自燃；若电池包的出口处可燃气温度小于预先获取到的自燃温度，电池包的出口处可燃气浓度大于燃烧下限浓度，则电池包不会发生自燃；若电池包的出口处可燃气温度小于预先获取到的自燃温度，电池包的出口处可燃气浓度小于燃烧下限浓度，则电池包不会发生自燃。
77.s406，根据自燃结果，确定相变材料层质量。
78.具体地，在确定自燃结果后，仅需对电池包会发生自燃的情况下，才需引入相变材料层，进而实现相变材料层吸收电池包热失控时的热量，避免电池包起火，造成热蔓延。此时，可以根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，可以包括：各喷发气体的喷发量、喷发持续时间、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包和未热失控电池单体的初始温度、电池包和未热失控电池单体的吸收的热量、相变材料比热容、喷发温度、相变材料汽化温度和电池包的出口处可燃气温度，根据热平衡理论，进行一定的数学计算确定相变材料层质量。
79.可选地，若自燃结果为电池包不会发生自燃，则可以设计将隔热层的厚度增加至国际标准的隔热层最厚厚度2mm。
80.上述相变材料层质量确定方法中，通过根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度与电池包的出口处可燃气浓度，根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果，根据自燃结果，确定相变材料层质量，能够准确计算避免电池包热失控时发生自燃所需的相变材料层质量，从而实现电池包的安全防护层有效抑制电池包的热失控，满足相变材料吸收电池包热失控时产生的热量，进而避免电池包热失控时发生热蔓延后自燃，造成更大的危害。
81.上述实施例对相变材料层质量确定方法进行了说明，现以一个实施例对相变材料层质量确定方法进一步说明，在一个实施例中，如图5所示，喷发气体特性包括：各喷发气体的喷发量；方法还包括：
82.s502，根据各喷发气体的喷发量，确定各喷发气体中可燃气体的百分比以及喷发气体中不可燃气体的百分比。
83.具体地，当燃烧弹实验装置对电池包进行热失控试验时，电池包中的电池单体发生热失控时，喷发气体的成分以及体积占比，可以通过气相色谱仪进行成分分析，并将分析结果发送至终端，终端可以判断各喷发气体中可燃气体的百分比以及喷发气体中不可燃气体的百分比。示例地，经过分析的气体成分可以如表1所示：
84.表1
85.气体成分h2ch4c2h4coco2气体体积占比31％7％8％13％41％
86.可选地，喷发气体的喷发时间约为20秒，喷发初始温度为1373k，喷发量为0.0992m^3，可以由燃烧弹实验装置将数据发送至终端。
87.s504，获取各可燃气体的燃烧下限和所有可燃气体的总燃烧下限。
88.具体地，各可燃气体的燃烧下限和所有可燃气体的总燃烧下限可以为预先存储在终端中的数据，仅需调用数据库中的数据即可。
89.s506，根据可燃气体的百分比、不可燃气体的百分比、各可燃气体的燃烧下限和可燃气体的总燃烧下限，确定喷发气体的燃烧下限浓度。
90.具体地，可以根据公式确定修正后的燃烧下限，其中，l'
m
：所有可燃气体的燃烧下限，a
i
：i可燃气体的百分比体积(i可燃气体体积/总喷发气体体积)，l
i
：i可燃气体的燃烧下限，k：总等效系数(为系统预设已知值)，l'
i
：i可燃气体修正后的燃烧下限，b
k
：不可燃气体的百分比体积(不可燃气体体积/总喷发气体体积)。然后根据公式确定喷发气体的燃烧下限浓度，其中，l
m
：喷发气体的燃烧下限浓度。
91.可选地，若电池包发生自燃现象时，可以通过持续增加相变材料的质量，直到电池包的出口处混合气体浓度低于燃烧下限浓度时，此时，增加的相变材料的质量确定为相变材料层质量。
92.本实施例中，通过根据各喷发气体的喷发量，确定各喷发气体中可燃气体的百分比以及喷发气体中不可燃气体的百分比，获取各可燃气体的燃烧下限和所有可燃气体的总燃烧下限，根据可燃气体的百分比、不可燃气体的百分比、各可燃气体的燃烧下限和可燃气体的总燃烧下限，确定喷发气体的燃烧下限浓度，能够准确计算电池包热失控状态下的电池单体喷发气体的燃烧下限浓度，进而对电池包是否在热失控状态下自然进行准确的判断，进而得出准确的相变材料所的所需的质量。
93.上述实施例对相变材料层质量确定方法进行了说明，在计算相变材料层质量时，需要确定电池包的出口处可燃气温度，现以一个实施例对如何确定电池包的出口处可燃气温度进行说明，在一个实施例中，如图6所示，喷发气体特性还包括：喷发持续时间、喷发温度、喷发气体的比热容；电池包的物理参数包括电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、电池包内部对流换热系数；根据喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度，包括：
94.s602，根据电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、电池包内部对流换热系数、喷发温度、喷发持续时间和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定电池包和未热失控电池单体的吸收的热量。
95.具体地，利用燃烧弹实验装置进行电池包热失控实验中，当电池包中的电池单体发生热失控时，会喷发气体，可利用燃烧弹实验装置记录喷发气体的喷发持续时间、电池包和未热失控电池单体的初始温度以及喷发温度，并将喷发持续时间、电池包和未热失控电池单体的初始温度、喷发气体的喷发量以及喷发温度发送至终端，同时将喷发气体进行成分分析后，将喷发气体的成分以及喷发气体中不同气体的占比发送至终端。电池包的物理参数是预先存储在终端中，即电池包内部对流换热系数、电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、喷发气体的比热容为预先存储在终端中的参数，即可根据公式q
吸热
＝h*a*(t1‑
t2)*t，计算电池包和未热失控电池单体的吸收的热量q
吸热
，其中，h为电池包内部对流换热系数、a为电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、t1为喷发温度、t2为电池包和未热失
控电池单体的初始温度、t为喷发持续时间。
96.s604，根据电池包和未热失控电池单体的吸收的热量、各气体的喷发量、喷发持续时间、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定电池包的出口处可燃气温度。
97.具体地，即根据热平衡理论q
吸热
＝q
放热
，即可根据公式q
放热
＝∑(m
喷发气体
*c
喷发气体
*(t1‑
t3))＝q
吸热
，计算电池包的出口处可燃气温度t3，其中，t1为喷发温度、m
喷发气体
为各气体的喷发量、c
喷发气体
为喷发气体的比热容。示例地，以软包三元ncm811体系62ah锂离子电池为例，电池包的内部表面材料为铝合金，其电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积a为1.1216m2，估计内部对流换热系数h为4w/(m2
·
k)。在进行热失控试验时，q
吸热
＝4*1.0216*(1373
‑
298)*20
98.q
放热
＝q
氢气放热
q
甲烷放热
q
乙烷放热
q
一氧化碳放热
q
二氧化碳放热
＝[0.002736928*14830*(1373
‑
t3)] [0.004562208*4214*(1373
‑
t3)] [0.009618432*3846*(1373
‑
t3)] [0.01470144*1163*(1373
‑
t3)] [0.08053056*1204*(1373
‑
t3)]
[0099]
t3＝{4*1.0216*(1373
‑
298)*20
–
{[0.002736928*14830*(1373)] [0.004562208*4214*(1373)] [0.009618432*3846*(1373)] [0.01470144*1163*(1373)] [0.08053056*1204*(1373)]}/{[0.002736928*14830] [0.004562208*4214] [0.009618432*3846] [0.01470144*1163] [0.08053056*1204]}；求解t3，便能够得到电池包出口处的混合气体温度。经过计算，得t3＝915.6k
[0100]
在本实施例中，根据电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、电池包内部对流换热系数、喷发温度、喷发持续时间和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定电池包和未热失控电池单体的吸收的热量，根据电池包和未热失控电池单体的吸收的热量、各气体的喷发量、喷发持续时间、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定电池包的出口处可燃气温度，能够准确计算电池包的出口处可燃气温度，为后续计算电池包中的相变材料层质量提供数据。
[0101]
上述实施例对相变材料层质量确定方法进行了说明，在计算相变材料层质量时，需要确定电池包的出口处可燃气浓度，现以一个实施例对如何确定电池包的出口处可燃气浓度进行说明，在一个实施例中，喷发气体特性还包括各喷发气体的体积；根据喷发气体特性，确定电池包的出口处可燃气浓度，包括：
[0102]
将各喷发气体中可燃气体体积与喷发气体总体积的比值确定为电池包的出口处可燃气浓度。
[0103]
具体地，当终端获取到燃烧弹实验装置进行电池包热失控实验时，电池单体喷发气体体积，以及喷发气体中可燃气体的体积和不可燃气体的体积，即可根据公式v
浓度
＝(v
可燃气体积
/v
喷发气体总体积
)，例如，以软包三元ncm811体系62ah锂离子电池为例进行电池包热失控实验，喷发气体中可燃气体包括：h2、ch4、c2h4、co、co2；
[0104]
v
可燃气体积
＝0.030752 0.006944 0.007936 0.012896 0.040672＝0.058528[m^3]；v
喷发气体总体积
＝0.030752 0.006944 0.007936 0.012896 0.040672
……
＝0.0992[m^3]
[0105]
v
浓度
＝(v
可燃气体积
/v
喷发气体总体积
)＝0.058528/0.0992＝0.59＝59％
[0106]
在本实施例中，通过将各喷发气体中可燃气体体积与喷发气体总体积的比值确定为电池包的出口处可燃气浓度，能够为后续计算相变材料层质量提供数据。
[0107]
上述实施例对相变材料层质量确定方法进行了说明，在计算相变材料层质量时，需要确定电池包的自燃结果，现以一个实施例对如何确定电池包的自燃结果进行说明，在一个实施例中，根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果，包括：
[0108]
若电池包的出口处可燃气温度大于预先获取到的自燃温度，且电池包的出口处可燃气浓度大于燃烧下限浓度，则确定电池包存在自燃现象。
[0109]
具体地，根据表2，确定电池包仅在电池包的出口处可燃气温度大于预先获取到的自燃温度，且电池包的出口处可燃气浓度大于燃烧下限浓度的情况下，存在自燃现象。
[0110]
表2
[0111][0112][0113]
在本实施例中，若电池包的出口处可燃气温度大于预先获取到的自燃温度，且电池包的出口处可燃气浓度大于燃烧下限浓度，则确定电池包存在自燃现象。能够判断电池包是否存在自燃起火现象，在自燃起火的情况下计算相变材料层质量，避免电池包热失控时发生热蔓延，造成电池包起火。
[0114]
上述实施例对相变材料层质量确定方法进行了说明，现以一个实施例对如何确定电池包中相变材料层质量进行说明，在一个实施例中，如图7所示，电池包的物理参数还包括相变材料比热容和相变材料汽化温度；根据自燃结果，确定相变材料层质量，包括：
[0115]
s702，在自燃结果为电池包存在自燃现象的情况下，根据各喷发气体的喷发量、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定喷发气体释放的热量。
[0116]
具体地，在自燃结果为电池包存在自燃现象的情况下，根据公式q
放热
＝∑(m
喷发气体
*c
喷发气体
*(t1‑
t3))＝q
吸热
，即可确定喷发气体释放的热量。其中，m
喷发气体
为各气体的喷发量、c
喷发气体
为喷发气体的比热容、t1为喷发温度、t3为电池包出口温度。
[0117]
s704，根据喷发气体释放的热量和电池包和未热失控电池单体的吸收的热量，确
定相变材料吸收的热量。
[0118]
具体地，根据热平衡理论，q
吸热
＝q
放热
，即q
吸热
q
相变材料吸热
＝q
放热
，由于已经计算得出喷发气体释放的热量和电池包和未热失控电池单体的吸收的热量，进而即可确定相变材料吸收的热量。
[0119]
s706，根据相变材料吸收的热量、相变材料比热容、喷发温度、相变材料汽化温度和电池包的出口处可燃气温度，确定相变材料层质量。
[0120]
具体地，相变材料比热容和相变材料汽化温度为预先存储于终端中的数据，根据公式q
相变材料吸收的热量
＝m
相变材料
*c
相变材料
*(t3‑
t
相变材料气化温度
)，即可确定相变材料层质量m
相变材料
。
[0121]
可选地，若电池包发生自燃现象时，还可以通过持续增加相变材料的质量，直到电池包的出口处混合气体浓度低于燃烧下限浓度时，此时，增加的相变材料的质量确定为相变材料层质量。其中，混合气体地的浓度可以通过燃烧弹实验装置进行气体采集后，利用气相色谱仪进行分析后，将混合气体地的浓度的分析结果发送至终端。终端实时接收电池包的出口处混合气体浓度，同时记录相变材料增加的质量。然后比较两种均能避免电池包自燃现象计算得出的相变材料的质量，选择较小的相变材料质量作为最终的相变材料的质量。
[0122]
在本实施例中，通过在自燃结果为电池包存在自燃现象的情况下，根据各喷发气体的喷发量、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定喷发气体释放的热量，根据喷发气体释放的热量和电池包和未热失控电池单体的吸收的热量，确定相变材料吸收的热量，根据相变材料吸收的热量、相变材料比热容、喷发温度、相变材料汽化温度和电池包的出口处可燃气温度，确定相变材料层质量。能够准确计算电池包中相变材料层质量，进而满足相变材料吸收电池包热失控时产生的热量与降低可燃气浓度，进而避免电池包热失控时发生热蔓延后自燃，造成更大的危害。
[0123]
为了便于本领域技术人员的理解，现以一个实施例进一步对相变材料层质量确定方法进行说明，如图8所示，相变材料层质量确定方法包括：
[0124]
s801，根据电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、电池包内部对流换热系数、喷发温度、喷发持续时间和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定电池包和未热失控电池单体的吸收的热量。
[0125]
s802，根据电池包和未热失控电池单体的吸收的热量、各气体的喷发量、喷发持续时间、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定电池包的出口处可燃气温度。
[0126]
s803，将各喷发气体中可燃气体体积与喷发气体总体积的比值确定为电池包的出口处可燃气浓度。
[0127]
s804，根据各喷发气体的喷发量，确定各喷发气体中可燃气体的百分比以及喷发气体中不可燃气体的百分比。
[0128]
s805，获取各可燃气体的燃烧下限和所有可燃气体的总燃烧下限。
[0129]
s806，根据可燃气体的百分比、不可燃气体的百分比、各可燃气体的燃烧下限和可燃气体的总燃烧下限，确定喷发气体的燃烧下限浓度。
[0130]
s807，若电池包的出口处可燃气温度大于预先获取到的自燃温度，且电池包的出口处可燃气浓度大于燃烧下限浓度，则确定电池包存在自燃现象。
[0131]
s808，在自燃结果为电池包存在自燃现象的情况下，根据各喷发气体的喷发量、喷发温度、喷发气体的比热容和电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定喷发气体释放的热量。
[0132]
s809，根据喷发气体释放的热量和电池包和未热失控电池单体的吸收的热量，确定相变材料吸收的热量。
[0133]
s810，根据相变材料吸收的热量、相变材料比热容、喷发温度、相变材料汽化温度和电池包的出口处可燃气温度，确定相变材料层质量。
[0134]
关于相变材料层质量确定方法的具体限定可以参见上文中对于相变材料层质量确定方法的限定，在此不再赘述。
[0135]
示例地，通过改变相变材料层质量m
相变材料
，电池包出口处的温度和浓度会发生相应变化。
[0136]
表3所示的是加入不同质量的相变材料所对应的电池包出口处的可燃气浓度与可燃气温度数据。
[0137]
表3
[0138]
[0139][0140]
在图9中可以看到在持续增加相变材料的过程中，实际浓度始终高于自燃浓度。图9中的两黑线相交之处的相变材料层质量为抑制电池包自燃的阈值。
[0141]
而电池包出口温度在相变材料层质量增加至36.37g时，实际温度低于自燃温度。虽然实际浓度仍高于自燃浓度，但在此情况下，混合气体不会发生起火现象。
[0142]
在本实施例中，通过根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度与电池包的出口处可燃气浓度，根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果，根据自燃结果，确定相变材料层质量，能够准确计算避免电池包热失控时发生自燃所需的相变材料层质量，从而实现电池包的安全防护层有效抑制电池包的热失控，满足相变材料吸收电池包热失控时产生的热量，进而避免电池包热失控时发生热蔓延后自燃，造成更大的危害。
[0143]
应该理解的是，虽然图2
‑
8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2
‑
8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0144]
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种相变材料层质量确定装置，包括：
[0145]
第一确定模块101，用于根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度与电池包的出口处可燃气浓度；
[0146]
第二确定模块102，用于根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气
浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果；
[0147]
第三确定模块103，用于根据自燃结果，确定相变材料层质量。
[0148]
在本实施例中，第一确定模块根据电池包中的电池单体在热失控情况下的喷发气体特性和电池包的物理参数，确定电池包的出口处可燃气温度与电池包的出口处可燃气浓度，第二确定模块根据电池包的出口处可燃气温度、电池包的出口处可燃气浓度、预先获取到的自燃温度和燃烧下限浓度，确定电池包的自燃结果，第三确定模块根据自燃结果，确定相变材料层质量，能够准确计算避免电池包热失控时发生自燃所需的相变材料层质量，从而实现电池包的安全防护层有效抑制电池包的热失控，满足相变材料吸收电池包热失控时产生的热量，进而避免电池包热失控时发生热蔓延后自燃，造成更大的危害。
[0149]
在一个实施例中，喷发气体特性包括：各喷发气体的喷发量；如图11所示，相变材料层质量确定装置，还包括：
[0150]
第四确定模块104，用于根据各所述喷发气体的喷发量，确定各所述喷发气体中可燃气体的百分比以及所述喷发气体中不可燃气体的百分比；
[0151]
获取模块105，用于获取所述各可燃气体的燃烧下限和所有所述可燃气体的总燃烧下限；
[0152]
第五确定模块106，用于根据所述可燃气体的百分比、所述不可燃气体的百分比、所述各可燃气体的燃烧下限和所述可燃气体的总燃烧下限，确定所述喷发气体的燃烧下限浓度。
[0153]
在一个实施例中，喷发气体特性还包括：喷发持续时间、喷发温度、喷发气体的比热容；参见图11所示，电池包的物理参数包括所有所述电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、电池包内部对流换热系数；第一确定模块101，包括：
[0154]
第一确定单元1011，用于根据所述电池包和未热失控电池单体暴露的总表面积、所述电池包内部对流换热系数、所述喷发温度、所述喷发持续时间和所述电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定所述电池包和未热失控电池单体的吸收的热量；
[0155]
第二确定单元1012，用于根据所述电池包和未热失控电池单体的吸收的热量、所述各气体的喷发量、所述喷发持续时间、所述喷发温度、所述喷发气体的比热容和所述电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定所述电池包的出口处可燃气温度。
[0156]
在一个实施例中，喷发气体特性还包括各喷发气体的体积；参见图11所示，第一确定模块101，包括：
[0157]
第三确定单元1013，用于将各所述喷发气体中所述可燃气体体积与所述喷发气体总体积的比值确定为所述电池包的出口处可燃气浓度。
[0158]
在一个实施例中，电池包的物理参数还包括相变材料比热容和相变材料汽化温度；参见图11所示，第三确定模块103，包括：
[0159]
第四确定单元1031，用于在自燃结果为所述电池包存在自燃现象的情况下，根据各所述喷发气体的喷发量、所述喷发温度、所述喷发气体的比热容和所述电池包和未热失控电池单体的初始温度，确定所述喷发气体释放的热量；
[0160]
第五确定单元1032，用于根据所述喷发气体释放的热量和所述电池包和未热失控电池单体的吸收的热量，确定所述相变材料吸收的热量；
[0161]
第六确定单元1033，用于根据所述相变材料吸收的热量、所述相变材料比热容、所
述喷发温度、所述相变材料汽化温度和所述电池包的出口处可燃气温度，确定所述相变材料层质量。
[0162]
关于相变材料层质量确定装置的具体限定可以参见上文中对于相变材料层质量确定方法的限定，在此不再赘述。上述相变材料层质量确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0163]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种相变材料层质量确定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0164]
本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0165]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0166]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0167]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read
‑
only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0168]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0169]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护
范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。