一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法与流程

技术特征：
1.一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：试验过程包括如下步骤，s1，选择动力锂离子电池系统中带独立外壳的电池包为实验对象，将实验对象放入模拟使用环境建立好的试验场地，并对试验对象进行过充至触发热失控或过充后进行加热实验至触发热失控；s2，根据热失控状况观察热失控扩展范围，判断是否需要增加实验对象；s3，对实验场地模拟使用环境进行气体采样，分析采样气体的成分及浓度，将气体分为对人体有害气体和易燃易爆气体；s4，根据采样数据，绘制每个采集点的可燃气体和有毒气体的浓度-时间曲线，并分别进行危害性评价分析。2.如权利要求1所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：步骤s1中还包括，s11，对实验对象过充至电池达到在故障模式下可能出现的最高荷电状态，观察电池是否会发生热失控；s12，如发生热失控则直接进入步骤s2，如未发生热失控，进入步骤s13；s13，选择电池包的一个电池单体进行加热，直到电池发生热失控后进入步骤s2。3.如权利要求1所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：步骤s2包括如下步骤，s21，观察作为实验对象的电池包热失控扩展情况；s22，若实验对象内部分电池热发生失控，则直接进入步骤s3，否则，进入步骤s23；s23，若实验对象内所有电池均发生热失控，增加实验对象直至实验对象扩充到整个电池系统，验证电池系统热失控的最大范围，并进入步骤s3。4.如权利要求1所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：步骤s3中，试验场地处于模拟逃生状态，并在试验场地布置多组采样点，每组采样点包括多个采样位置，从热失控开始到烟气消失完成额定次数的采样分析。5.如权利要求1所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：步骤s3还包括测定发生热失控的电池的产气速度h1、烟气从实验对象所在空间向试验场地泄露气体的速率h2、试验场地与外部空间通风换气的速率h3，步骤s4的评价分析包括，若h3＞h2，电池热失控产生的烟气可以完全排出到外部空间，判断电池热失控产生的烟气没有威胁，；若h2＞h3，计算试验场地的内有害气体浓度及可燃气体爆炸极限，并进行有害气体浓度被危害性和爆炸危害的评价。6.如权利要求5所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：当h2＞h3时，若电池热失控释放的烟气向试验场地扩散的时间小于人员安全疏散时间，计算泄露到试验场地的气体浓度，根据各种有害气体所占百分比计算试验场地的有害气体浓度，根据可燃气体百分比计算试验场地的混合气体爆炸极限和/或各可燃气体的爆炸极限。7.如权利要求6所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：计算泄露到试验场地的气体浓度时，分别计算，电池发未发生气泄露时气体物质的量
电池发生热失控后排气并达到稳定后气体物质的量电池因热失控产生的气体总量n3＝n
2-n1；泄露到试验场地的气体总量为n＝λn3；试验场地在安全疏散时间内所能达到最大的气体浓度为其中，n1为实验对象所在空间初始气体物质的量，单位mol；p1为电实验对象所在空间内初始压强，单位pa；v1为实验对象所在空间体积，单位l；r为理想气体常数，单位j/mol
·
k；t1为初始环境温度,单位k；n2为实验对象所在空间内电池排气后达到稳定状态后气体物质的量，单位mol；p2为实验对象所在空间内达到稳定状态后压强,单位pa；t2为达到稳定状态后环境温度,单位k；m为电池包发生漏气的补偿系数，λ为参数，通风换气效率，v2为试验场地体积，单位l。8.如权利要求6所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：n1,n2,n3……
为各可燃气体所占百分比，l1，l2，l3……
为各可燃气体的爆炸上/下限，根据混合气体爆炸极限分别计算混全气体的爆炸上限和下限。9.如权利要求5所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：当h2＞h3时，若电池热失控释放的烟气向试验场地扩散的时间大于人员安全疏散时间，利用h2与h3之间的差值与人员疏散时间的关系计算释放到试验场地的气体浓度，根据各种有害气体所占百分比计算试验场地的气体浓度，根据可燃气体百分比计算试验场地的混合气体爆炸极限。10.如权利要求9所述的一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，其特征在于：试验场地在安全疏散时间内能达到最大的气体浓度其中,t为安全疏散时间，单位s，v2为试验场体体积,单位l。

技术总结
本发明提供了提供一种动力锂离子电池热失控烟气安全评价试验方法，通过锂离子电池产气速率、人员安全疏散时间、试验场地本身通风换气效率以及锂离子电池热失控所产生烟气的成份分析等几个方面进行综合分析研判，尤其是结合了试验场地本身通风换气效率，最终的评价结果更真实，贴近实际使用情况，真实评估动力锂离子电池在实际使用过程中如果发生热失控是否会产生危害，以避免可能发生的事故。以避免可能发生的事故。以避免可能发生的事故。


技术研发人员：周卓敏 梁建英 王军 李端凯 李艳昆
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/2/6