一种电池热失控预警方法和装置与流程

1.本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池热失控预警方法和装置。


背景技术：

2.近年来，锂离子动力电池在电动汽车、储能、轻型电动以及电动船舶等领域得到越来越广泛的应用。伴随着动力电池的大规模运用，近年来由动力电池引发的火灾事故发生频率高，涉及车辆种类多，涉及范围广，安全问题已成为制约行业发展的关键因素。开发有效的新能源汽车热失控预警、报警系统刻不容缓。
3.锂离子动力电池热失控的诱发因素通常包括热滥用、机械滥用和电滥用。归结到本质是由于电池内部热量积聚导致电池过热，并引发电池内部的热失控链式反应。
4.在gb 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中明确指出，电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散，进而导致乘员舱发生危险之前5分钟，应提供一个热事件报警信号。但目前行业内针对锂离子动力电池热失控所进行的措施往往是在在锂离子动力电池发生热失控时产生报警信号，通过报警信号告知相关人员进行疏散避险，而无法阻断锂离子动力电池的热失控事件的发生，从而对公众的生命安全和财产损失造成威胁。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池热失控预警方法和装置，以克服现有技术中的对在锂离子动力电池发生热失控前，缺少准确预警方式的问题。
6.本发明实施例提供了一种电池热失控预警方法，包括：
7.在预设时间段内对目标电池的温度和电压进行监控，得到温度监控数据和电压监控数据；
8.根据所述温度监控数据和电压监控数据获取所述目标电池的电池状态参数，所述电池状态参数包括所述目标电池的当前温度、当前电压、温升速率、温升时间、温升变化趋势、电压变化率；
9.根据所述电池状态参数和预设的热失控预警模型确定所述目标电池的热失控预警等级，所述热失控预警模型基于与所述目标电池型号相同的多个不同soc状态的锂离子电池构建；
10.根据所述热失控预警等级对所述目标电池进行热失控预警处理。
11.可选地，所述热失控预警模型通过以下步骤生成：
12.获取与所述目标电池相同型号的多个不同soc状态下的锂离子电池；
13.对多个所述锂离子电池进行加热，得到多个所述锂离子电池的温度数据和电压数据；
14.根据多个所述锂离子电池的温度数据和电压数据确定多个预设热失控等级和对应的预设电压变化阈值、预设温度阈值、预设速率阈值和预设时间阈值；
15.根据多个所述预设热失控等级和对应的预设电压变化阈值、预设温度阈值、预设
速率阈值和预设时间阈值，生成所述热失控预警模型。
16.可选地，所述预设热失控等级包括一级预警等级，所述预设温度阈值包括第一温度阈值；
17.对应的，所述根据所述目标电池的电池状态参数和热失控预警模型确定所述目标电池的热失控预警等级，包括：
18.若所述目标电池的当前温度大于第一温度阈值，则确定所述目标电池的热失控预警等级为一级预警等级。
19.可选地，所述预设热失控等级包括二级预警等级，所述预设速率阈值包括第一速率阈值；
20.对应的，所述根据所述目标电池的电池状态参数和热失控预警模型确定所述目标电池的热失控预警等级，包括：
21.在所述目标电池当前的热失控预警等级为一级预警等级的基础上，获取所述目标电池在预设时间段内的第一温升速率和第二温升速率；
22.若所述目标电池的当前温度大于所述第一温度阈值、温升变化趋势为先增后减、所述第一温升速率大于所述第二温升速率、所述第一温升速率和所述第二温升速率均大于所述第一速率阈值，则确定所述目标电池的热失控预警等级为二级预警等级。
23.可选地，所述预设热失控等级包括三级预警等级，所述预设温度阈值包括第二温度阈值；
24.对应的，所述根据所述目标电池的电池状态参数和热失控预警模型确定所述目标电池的热失控预警等级，包括：
25.在所述目标电池的当前热失控预警等级为二级预警等级的基础上，获取所述目标电池在预设时间段内的第三温升速率和第四温升速率；
26.若所述目标电池的当前温度大于所述第一温度阈值、温升变化趋势为先增后减、所述第三温升速率大于所述第四温升速率、所述第三温升速率和所述第四温升速率均大于所述第一速率阈值，则判断所述目标电池的当前温度是否大于第二温度阈值或所述目标电池的温升时间是否大于预设时间阈值；
27.若所述目标电池的当前温度大于第二温度阈值或所述目标电池的温升时间大于预设时间阈值，则确定所述目标电池的热失控预警等级为三级预警等级。
28.可选地，所述预设热失控等级包括三级预警等级，所述预设速率阈值包括第二速率阈值；
29.对应的，所述根据所述目标电池的电池状态参数和热失控预警模型确定所述目标电池的热失控预警等级，包括：
30.在所述目标电池的当前热失控预警等级为三级预警等级的基础上，获取所述目标电池在预设时间段内的电压变化率和第五温升速率；
31.若所述电压变化率大于所述预设电压变化阈值或所述第五温升速率大于所述第二速率阈值，则确定所述目标电池的热失控预警等级为四级预警等级。
32.可选地，所述根据所述热失控预警等级对所述目标电池进行热失控预警，包括以下一种或多种：
33.所述热失控预警等级为一级预警等级时，则根据所述一级预警等级对所述目标电
池进行物理降温，限制所述目标电池的运行状态，并发出对应的安全预警信号；
34.和，所述热失控预警等级为二级预警等级时，则根据所述二级预警等级对所述目标电池进行物理降温，控制所述目标电池进入待机模式，并发出对应的安全预警信号；
35.和，所述热失控预警等级为三级预警等级时，则根据所述三级预警等级对所述目标电池进行消防灭火，控制所述目标电池进入休眠模式，并发出对应的安全预警信号；
36.和，所述热失控预警等级为四级预警等级时，则根据所述四级预警等级控制所述目标电池进入休眠模式，并发出对应的火情报警信号。
37.本发明实施例还提供了一种电池热失控预警装置，包括：
38.监控模块，用于在预设时间段内对目标电池的温度和电压进行监控，得到温度监控数据和电压监控数据；
39.第一处理模块，用于根据所述温度监控数据和电压监控数据获取所述目标电池的电池状态参数，所述电池状态参数包括所述目标电池的当前温度、当前电压、温升速率、温升时间、温升变化趋势、电压变化率；
40.第二处理模块，用于根据所述电池状态参数和预设的热失控预警模型确定所述目标电池的热失控预警等级，所述热失控预警模型基于与所述目标电池型号相同的多个不同soc状态的锂离子电池构建；
41.第三处理模块，用于根据所述热失控预警等级对所述目标电池进行热失控预警处理。
42.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明实施例提供的方法。
43.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例提供的方法。
44.本发明技术方案，具有如下优点：
45.本发明实施例提供了一种电池热失控预警方法和装置，通过在预设时间段内对目标电池的温度和电压进行监控，得到温度监控数据和电压监控数据；根据温度监控数据和电压监控数据获取目标电池的电池状态参数，电池状态参数包括目标电池的当前温度、当前电压、温升速率、温升时间、温升变化趋势；根据电池状态参数和预设的热失控预警模型确定目标电池的热失控预警等级，热失控预警模型基于与目标电池型号相同的多个不同soc状态的锂离子电池构建；根据热失控预警等级对目标电池进行热失控预警处理。从而通过基于简单易获取的电池实时温度、电压等特征数据，利用预设的热失控预警模型实现过热诱发热失控场景下的分级预警处理。通过该方法进行热失控分级预警，有利于及时消除热失控安全隐患，极大程度降低热失控发生概率，有利于保障公众的生命安全，降低财产损失。
附图说明
46.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1为本发明实施例中的电池热失控预警方法的流程图；
48.图2为本发明实施例中100％soc三元软包动力电池加热触发热失控过程温度-温升速率-电压变化曲线示意图；
49.图3为本发明实施例中50％soc三元软包动力电池加热触发热失控过程温度-温升速率-电压变化曲线示意图；
50.图4为本发明实施例中100％soc三元方壳动力电池加热触发热失控过程温度-温升速率-电压变化曲线示意图；
51.图5为本发明实施例中100％soc三元圆柱动力电池加热触发热失控过程温度-温升速率变化曲线示意图；
52.图6为本发明实施例中的电池热失控预警装置的结构示意图；
53.图7为本发明实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
54.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
56.锂电池的热稳定性一直是动力锂电池安全性的重要因素，对于锂离子电池，热失控是最严重的安全事故，它会引起锂离子电池起火甚至爆炸，直接威胁用户的安全。
57.锂离子动力电池热失控的诱发因素通常包括热滥用、机械滥用和电滥用。归结到本质是由于电池内部热量积聚导致电池过热，并引发电池内部的热失控链式反应。目前行业内针对锂离子动力电池热失控触发后的报警系统已有较为体系化的研究，报警信号的触发条件通常包括温度参数、电压参数、电池包内气压参数、有害气体含量等条件。但有效的报警信号仅能保证乘员的生命安全，尚无法阻断热失控事件发生，始终对公众的生命安全和财产损失造成威胁。因此，如何在锂离子动力电池热失控之前进行准确的预警，对避免发生热失控事件，保障生命和财产安全具有重要意义。
58.基于上述问题，本发明实施例提供了一种电池热失控预警方法，如图1所示，该电池热失控预警方法具体包括如下步骤：
59.步骤s101：在预设时间段内对目标电池的温度和电压进行监控，得到温度监控数据和电压监控数据。
60.具体地，可以采用温度传感器和电压检测设备等对目标电池在一定时间段内的温度和电压信号进行实时的采集，并将采集的数据传输至处理器，由处理器转换成相应的温度值和电压值，即目标电池在预设时间段内的温度监控数据和电压监控数据。
61.步骤s102：根据温度监控数据和电压监控数据获取目标电池的电池状态参数。
62.其中，电池状态参数包括目标电池的当前温度、当前电压、温升速率、温升时间、温升变化趋势、电压变化率。
63.具体地，温升时间是指目标电池超过其工作上限温度后，保持温度持续上升的时间，温升速率为大于等于0的数，具体可以是目标电池的实时温升速率，也可以是根据连续一定时间如5s的温升速率平均值，具体可根据实际需求进行灵活的设置，本发明并不以此为限。电压变化率是基于当前电压与目标电池的初始电压的关系确定的。温升变化趋势是指温度上升的变化趋势，如温度上升速率增大、减小或先增大再减小等。
64.步骤s103：根据电池状态参数和预设的热失控预警模型确定目标电池的热失控预警等级。
65.其中，热失控预警模型基于与目标电池型号相同的多个不同soc状态的锂离子电池构建，通过采集与目标电池型号相同的多个不同soc状态下的锂离子电池的相关数据进行机器学习，以构建热失控预警模型。
66.步骤s104：根据热失控预警等级对目标电池进行热失控预警处理。
67.其中，在本发明实施例中是以热失控预警等级划分为四级为例进行的说明，不同的热失控预警等级对应的热失控预警处理方式不同，在实际应用中，还可以根据需要设置不同等级，本发明并不以此为限。
68.通过执行上述步骤，本发明实施例提供的电池热失控预警方法，通过基于简单易获取的电池实时温度、电压等特征数据，利用预设的热失控预警模型实现过热诱发热失控场景下的分级预警处理。通过该方法进行热失控分级预警，有利于及时消除热失控安全隐患，极大程度降低热失控发生概率，有利于保障公众的生命安全，降低财产损失。
69.具体地，在一实施例中，上述的步骤s103中热失控预警模型通过以下步骤生成：
70.步骤s201：获取与目标电池相同型号的多个不同soc状态下的锂离子电池。
71.具体地，可以通过对目标电池在不同soc状态下搭建相应的电池仿真模型，得到与目标电池相同型号的多个不同soc状态下的锂离子电池，也可以通过人工选取的方式选取与与目标电池相同型号的多个不同soc状态下的锂离子电池，以作为后续实验的基础准备。
72.步骤s202：对多个锂离子电池进行加热，得到多个锂离子电池的温度数据和电压数据。
73.具体地，通过对上述目标电池对应的电池仿真模型进行热失控触发实验，并根据仿真结果得到上述温度数据和电压数据，也可以在实验室环境允许的情况下对多个锂离子电池进行加热已得到对应的实验数据即上述温度数据和电压数据。
74.步骤s203：根据多个锂离子电池的温度数据和电压数据确定多个预设热失控等级和对应的预设电压变化阈值、预设温度阈值、预设速率阈值和预设时间阈值。
75.具体地，在本发明实施例中预设热失控等级分为四个等级，其中预设热失控等级是根据多个锂离子电池在不同的加热情况下所存在的热失控风险进行设定，对应的预设电压变化阈值、预设温度阈值、预设速率阈值和预设时间阈值则是根据实时采集的温度数据和电压数据等数据生成，在实际应用中，预设热失控等级还可以根据实际预警需求设置不同的等级划分，本发明并不以此为限。
76.步骤s204：根据多个预设热失控等级和对应的预设电压变化阈值、预设温度阈值、预设速率阈值和预设时间阈值，生成热失控预警模型。
77.具体地，通过综合参考不同soc状态下的锂离子电池的热失控触发实验的仿真结果，根据仿真结果的数据分析得到热失控预警模型，或参照不同soc状态下的锂离子电池的
实际实验数据进行数据分析得到热失控预警模型，使得预警结果更加符合实际工况，进一步提高了分级预警结果精确性。
78.具体地，在一实施例中，预设热失控等级包括一级预警等级，预设温度阈值包括第一温度阈值；对应的，上述的步骤s103具体包括如下步骤：
79.步骤s301：若目标电池的当前温度大于第一温度阈值，则确定目标电池的热失控预警等级为一级预警等级。
80.具体地，第一温度阈值为目标电池对应的正常情况下的上限工作温度，具体可为电池制造商所给出的工作上限温度，或者目标电池进行相关测试实验得出的上限工作温度，本发明并不以此为限。在电池由正常状态变为热失控需要一定的时间，其中，最开始的变化为电池温度的上升。因此，在电池温度高于其上限工作温度时，即进行相应的预警，以提示相关人员对该目标电池进行密切的监测，或者及时进行检查等，以防其向热失控发展。
81.具体地，在一实施例中，预设热失控等级包括二级预警等级，预设速率阈值包括第一速率阈值；对应的，上述的步骤s103具体包括如下步骤：
82.步骤s302：在目标电池的当前热失控预警等级为一级预警等级的基础上，获取目标电池在预设时间段内的第一温升速率和第二温升速率。
83.步骤s303：若目标电池的当前温度大于第一温度阈值、温升变化趋势为先增后减、第一温升速率大于第二温升速率、第一温升速率和第二温升速率均大于第一速率阈值，则确定目标电池的热失控预警等级为二级预警等级。
84.具体地，如果电池的温度已经超过了其上限工作温度，确定目标电池为一级预警等级时，但是目标电池的实时温度持续上升，则需要重新判断目标电池最新的热失控预警等级。具体地说，若目标电池在一定时间段内的第一温升速率大于一段时间后的第二温升速率，即目标电池的温升速率有所减缓，且第一温升速率和第二温升速率均大于第一速率阈值，例如均大于0℃/s，此时说明该电池已经存在热失控的风险，确定当前的热失控预警等级为二级预警等级，并根据二级预警等级进行相应预警，提示相关人员采取必要的措施，以避免其向更高风险等级发展。
85.具体地，在一实施例中，预设热失控等级包括三级预警等级，预设温度阈值包括第二温度阈值；对应的，上述的步骤s103具体包括如下步骤：
86.步骤s304：在目标电池的当前热失控预警等级为二级预警等级的基础上，获取目标电池在预设时间段内的第三温升速率和第四温升速率。
87.步骤s305：若目标电池的当前温度大于第一温度阈值、温升变化趋势为先增后减、第三温升速率大于第四温升速率、第三温升速率和第四温升速率均大于第一速率阈值，则判断目标电池的当前温度是否大于第二温度阈值或目标电池的温升时间是否大于预设时间阈值。
88.步骤s306：若目标电池的当前温度大于第二温度阈值或目标电池的温升时间大于预设时间阈值，则确定目标电池的热失控预警等级为三级预警等级。
89.具体地，在确定目标电池当前的热失控预警等级为二级预警等级时，则继续对目标电池进行监控预警，获取目标电池在任意时间段内的温升速率即第三温升速率和第四温升速率，如果目标电池的温度已经达到很高的温度即第一温度阈值，或者温度已经持续上升了很长时间，但是温升变化趋势为先增后减，前一时间段内的第三温升速率大于后一时
间段内的第四温升速率，且第三温升速率和第四温升速率均大于第一速率阈值，例如均大于0℃/s，虽然当前参数状态暂未超过临界状态对应的指标，如果目标电池继续延续当前状态会在一定时间内达到临界状态对应的指标，但依旧需要判断目标电池当前的温度是否超过第二温度阈值，或者判断目标电池所持续的温升时间是否大于预设时间阈值，若目标电池当前的温度超过第二温度阈值，或者判断目标电池所持续的温升时间大于预设时间阈值，则此时，目标电池还不会立即失控，但相应的当前热失控预警等级确定为三级，以提示相关人员采用措施如对目标电池进行降温等方式，避免其进一步向失控发展，或者预留出发生热失控的准备时间，提醒在该准备时间内采取措施尽可能降低人员及财产的损失。
90.具体地，在一实施例中，预设热失控等级包括四级预警等级，预设速率阈值包括第二速率阈值；对应的，上述的步骤s103具体包括如下步骤：
91.步骤s307：在目标电池的当前热失控预警等级为三级预警等级的基础上，获取目标电池在预设时间段内的电压变化率和第五温升速率。
92.步骤s308：若电压变化率大于预设电压变化阈值或第五温升速率大于第二速率阈值，则确定目标电池的热失控预警等级为四级预警等级。
93.具体地，在确定目标电池当前的热失控预警等级为三级预警等级时，则继续对目标电池进行监控预警，获取目标电池在一段时间内的电压变化率以及温升速率，比较电压变化率与预设电压变化阈值或者比较第五温升速率与第二速率阈值的大小关系，其中该预设电压变化阈值及第二速率阈值为电池热失控的临界状态对应的指标，如果目标电池的当前参数状态超过临界状态对应的指标，则说明其发生热失控，确定目标电池当前的热失控预警等级为四级预警等级，即根据四级预警等级进行四级预警，以提示相关人员立即撤离现场，保障生命财产安全。
94.从而通过对电池热失控进行四个不同等级的预警，可以辅助工作人员根据当前的风险等级制定采取对应的热失控应对措施，如：在风险等级较高时采取保障生命安全相关的防护措施，在风险等级较低时，采用对电池进行外部干预的措施，避免其向热失控发展，从而大大降低了电池热失控发生的概率，对保障生命和财产安全具有重要意义。
95.具体地，在一实施例中，上述的步骤s104具体包括以下一种或多种热失控预警处理方式：
96.热失控预警等级为一级预警等级时，则根据一级预警等级对目标电池进行物理降温，限制目标电池的运行状态，并发出对应的安全预警信号。具体地，通过对目标电池运行状态做出严格限定，如限制车速或电池输出功率的方式限制电池驱动模式，以避免电池持续升温，同时通过液冷、风冷等电池热管理技术对目标电池进行物理降温，并对乘员舱发出一级安全预警信号。
97.热失控预警等级为二级预警等级时，则根据二级预警等级对目标电池进行物理降温，控制目标电池进入待机模式，并发出对应的安全预警信号。具体地，通过对目标电池管理系统发出进入待机模式指令，使电池进入待机模式，暂停电池部分功能，同时通过液冷、风冷等电池热管理技术对所述目标电池进行物理降温，并对乘员舱发出二级安全预警信号。
98.热失控预警等级为三级预警等级时，则根据三级预警等级对目标电池进行消防灭火，控制目标电池进入休眠模式，并发出对应的安全预警信号。具体地，通过对目标电池管
理系统发出进入休眠模式指令，使电池进入休眠模式，停止电池工作，同时对目标电池启动消防灭火指令，进行消防灭火，并对乘员舱发出三级安全预警，以提醒乘员准备逃生。
99.热失控预警等级为四级预警等级时，则根据四级预警等级对目标电池控制目标电池进入休眠模式，并发出对应的火情报警信号。通过对目标电池管理系统发出进入休眠模式指令，使电池进入休眠模式，停止电池工作，同时对目标电池启动消防灭火指令，并进行人工消防、灭火降温、疏散人员的操作，并对乘员舱发出火情报警，以提醒乘员立即逃生。
100.上述各个热失控预警等级对应的热失控预警处理方式仅为举例说明，在实际应用中，具体地热失控预警处理方式还可以根据电池及车辆的管理要求进行调整，本发明并不以此为限。
101.下面将结合具体应用示例，对本发明实施例提供的电池热失控预警方法进行详细的描述。
102.在本应用示例中，电池热失控预警的实施对象可以是电芯、模组、电池包和电池系统等。电池热失控预警的等级划分如下：
103.若电池升温并超过安全温度阈值1，确定热失控预警等级为一级预警等级。
104.若电池升温并超过安全温度阈值1，且电池温升速率1持续大于0℃/s，并逐渐上升，当到达某时间点后，电池温升速率2小于温升速率1，且温升速率2大于等于0℃/s，确定热失控预警等级为二级预警等级。
105.若电池升温并超过安全温度阈值1后，电池以温升速率1继续升温，到达某时间点后，电池温升速率2小于温升速率1，且温升速率1大于0℃/s，温升速率2大于等于0℃/s。当电池温度超过温度阈值2，或温升时间超过时间阈值1，则确定热失控预警等级为三级预警等级。
106.若电池电压变化值超过电压变化值1或温升速率超过温升速率3，则确定热失控预警等级为四级预警等级。
107.其中，电池温度、温升速率、电压变化值、温升时间，数据来源包括：安全温度阈值1、温度阈值2、温升速率1、温升速率2、温升速率3、时间阈值1、电压变化值2。其中，安全温度阈值1是电池制造商定义的工作上限温度，温度阈值2和时间阈值1由步骤02提供，温升速率1、温升速率2、温升速率3、电压变化值1由数据采集模块和数据处理模块提供。其中，电池温度、温升速率、电压变化值，温升速率1和温升速率2为相对值，均选取连续5s-15s的温升速率平均值。温升速率3应大于温升速率2，且大于等于2℃/s，并持续3s以上。电压变化值1为初始电池电压的5％-10％。初始电压为一级预警响应前的电池电压。
108.本发明实施例电池不同soc对应的特定温度阈值、温升速率、时间阈值数据库参数模型的构建过程示例如下。
109.用于触发热失控的方法为外源加热，研究的对象包括软包电池、方壳电池、圆柱电池，加热位置为电池大面中心区域。附图3、4、5、6分别为100％soc三元软包动力电池、50％soc三元软包动力电池、100％soc三元方壳动力电池加热触发热失控过程温度-温升速率-电压变化曲线，以及100％soc三元圆柱动力电池加热触发热失控过程温度-温升速率曲线。
110.试验前需对电池进行三次充放电循环。按照电池充放电要求，按照恒流-恒压充电方式对电池充电，充电倍率为1c，恒压充电截止电流为0.05c；按照恒流方式对电池进行放电，放电电流为1c。
111.试验过程中采集的数据包括电池电压以及电池外壳大面区域的动态温度。
112.以某款25ah li(ni
0.8
co
0.1
mn
0.
1o0.1)o
2-sio
x
/graphite软包动力电池为例，进行加热触发热失控试验。
113.(1)三次充放电循环后，分别将电池调整至100％soc和50％soc。
114.(2)参照gb 38031-2020的热失控触发方法，采用300w的加热功率对25ah li(ni
0.8
co
0.1
mn
0.
1o0.1)o
2-sio
x
/graphite软包动力电池进行热失控触发试验，当电池热失控触发时停止加热。期间视频采集实况，并记录电池电压、温度，数据采集器的采样频率为100hz。当热失控喷燃冒烟停止，且电池表面温度降至60℃时试验结束。
115.(3)试验结束后，保存试验数据，整理现场和样品。
116.(4)数据分析：如附图2所示为100％soc软包动力电池试验数据，可以看出，从42s开始，电池开始加热，靠近加热片的电池外壳温度开始上升，温升速率1持续升高，期间电池外壳温度超过了电池制造商规定的安全阈值温度。随着温升速率1的进一步升高，第90s-110s时，温升速率1超过5℃/s。第110s后，电池温升速率降至3.5℃/s以下，此时温升速率用“温升速率2”表示。第167s时，电池温度阈值2达到300.8℃，温升速率3达到5.2℃/s，大于温升速率2，并持续3s以上。第171s时，电压下降超过初始电池电压的5％，电池热失控开始。
117.如附图3所示为50％soc软包动力电池试验数据，可以看出，从第39s开始，电池开始加热，靠近加热片的电池外壳温度开始上升，温升速率1持续升高，期间电池外壳温度快速超过了电池制造商规定的安全阈值温度，温升速率1快速升至4℃/s以上，并在第51s时达到温升速率1最大值。第90s-110s时，温升速率1超过5℃/s。第103s后，电池温升速率降至3℃/s以下，此时温升速率用“温升速率2”表示。第188s时，电池温度阈值2达到356.7℃，温升速率3达到4℃/s，大于温升速率2，并持续3s以上。第198s时，电压下降超过初始电池电压的5％，电池热失控开始。
118.通过上述软包动力电池试验数据，建立软包动力电池在100％soc和50％soc下对应的数据库参数模型。
119.以某款75ah li(ni
0.5
co
0.2
mn
0.3o0.1
)o
2-graphite方壳动力电池为例，进行加热触发热失控试验。
120.(1)三次充放电循环后，将电池调整至100％soc。
121.(2)参照gb 38031-2020的热失控触发方法，基于缓慢加热的原则，采用300w的加热功率对75ah li(ni
0.5
co
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2-graphite方壳动力电池进行热失控触发试验，当电池热失控触发时停止加热。期间视频采集实况，并记录电池电压、温度，数据采集器的采样频率为100hz。当热失控喷燃冒烟停止，且电池表面温度降至60℃时试验结束。
122.(3)试验结束后，保存试验数据，整理现场和样品。
123.(4)数据分析：如附图4所示为100％soc方壳动力电池试验数据，可以看出，从第147s开始，电池开始加热，靠近加热片的电池外壳温度开始上升，温升速率1快速升高，并在第162s时达到最大值3.6℃/s，接着电池外壳温度超过了电池制造商规定的安全阈值温度。此后电池温升速率2降至1℃/s以下。第2175s时，电池温度阈值2达到200.2℃，第2400s时，电压骤降至0v，第2461s时，温升速率3超过10℃/s，大于温升速率2，并持续3s以上，电池热失控开始。
124.通过上述软包动力电池试验数据，建立方壳动力电池在100％soc下对应的数据库
参数模型。
125.以某款100％soc的三元圆柱动力电池为例，进行加热触发热失控试验。
126.(1)三次充放电循环后，将电池调整至100％soc。
127.(2)参照gb 38031-2020的热失控触发方法，进行热失控触发试验，当电池热失控触发时停止加热。期间视频采集实况，并记录电池电压、温度，数据采集器的采样频率为100hz。当热失控喷燃冒烟停止，且电池表面温度降至60℃时试验结束。
128.(3)试验结束后，保存试验数据，整理现场和样品。
129.(4)数据分析：如附图5所示为100％soc圆柱动力电池试验数据。可以看出，从第55s开始，电池开始加热，电池外壳温度开始上升，温升速率1快速升高，并在第140s时达到最大值2℃/5s，接着电池外壳温度超过了电池制造商规定的安全阈值温度。此后电池温升速率2降至1.7℃/5s以下。第360s时，电池温度阈值2达到120℃，第469s时，温升速率3超过10℃/s，大于温升速率2，并持续3s以上，电池热失控开始。
130.通过上述软包动力电池试验数据，建立三元圆柱动力电池在100％soc下对应的数据库参数模型。
131.通过对比上述所列软包、方壳、圆柱型三元动力电池热失控触发试验，各试验的温度、电压变化规律均一致。本发明实施例提供的电池热失控预警方法预警结果的准确性和有效性。
132.通过执行上述步骤，本发明实施例提供的电池热失控预警方法，通过基于简单易获取的电池实时温度、电压等特征数据，利用预设的热失控预警模型实现过热诱发热失控场景下的分级预警处理。通过该方法进行热失控分级预警，有利于及时消除热失控安全隐患，极大程度降低热失控发生概率，有利于保障公众的生命安全，降低财产损失。
133.本发明实施例还提供了一种电池热失控预警装置，如图6所示，该电池热失控预警装置包括：
134.监控模块101，用于在预设时间段内对目标电池的温度和电压进行监控，得到温度监控数据和电压监控数据。详细内容参见上述方法实施例中步骤s101的相关描述，在此不再进行赘述。
135.第一处理模块102，用于根据温度监控数据和电压监控数据获取目标电池的电池状态参数，电池状态参数包括目标电池的当前温度、当前电压、温升速率、温升时间、温升变化趋势、电压变化率。详细内容参见上述方法实施例中步骤s102的相关描述，在此不再进行赘述。
136.第二处理模块103，用于根据电池状态参数和预设的热失控预警模型确定目标电池的热失控预警等级，热失控预警模型基于与目标电池型号相同的多个不同soc状态的锂离子电池构建。详细内容参见上述方法实施例中步骤s103的相关描述，在此不再进行赘述。
137.第三处理模块104，用于根据热失控预警等级对目标电池进行热失控预警处理。详细内容参见上述方法实施例中步骤s104的相关描述，在此不再进行赘述。
138.通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的电池热失控预警装置，通过基于简单易获取的电池实时温度、电压等特征数据，利用预设的热失控预警模型实现过热诱发热失控场景下的分级预警处理。通过该方法进行热失控分级预警，有利于及时消除热失控安全隐患，极大程度降低热失控发生概率，有利于保障公众的生命安全，降低财产
损失。
139.上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应方法实施例相同，在此不再赘述。
140.根据本发明实施例还提供了一种电子设备，如图7所示，该电子设备可以包括处理器901和存储器902，其中处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
141.处理器901可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
142.存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
143.存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
144.一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。
145.上述电子设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
146.本领域技术人员可以理解，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，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
147.虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。