一种防爆阀安装数量确定方法及装置与流程

1.本发明涉及能源领域，特别涉及一种防爆阀安装数量确定方法及装置。


背景技术：

2.随着当前社会的技术发展，越来越多的领域利用电池作为供电能源。电池可以分为很多种类，其中化学电池是用户关注的电池之一。
3.由于当前电池爆炸事故频发，当前对于电池的安全性也越来越重视。电池通常安装在密封壳体内，当电池失控时，通常会喷发出大量气体，密封壳体内的气压迅速增大，当密封壳体内的气压达到极限，则会发生电池爆炸事件。
4.可以在密封壳体上安装防爆阀，以便延缓电池到达爆炸的时间，但是如何设置防爆阀的数量，没有相关介绍，因此当前存在确定在密封壳体上安装防爆阀数量的需求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种防爆阀安装数量确定方法及装置，能够满足确定在密封壳体上安装防爆阀数量的需求。
6.本技术实施例提供了一种防爆阀安装数量确定方法，应用于电池包，所述电池包包括多个电芯，所述方法包括：
7.获取电池包密封壳体的漏气临界压力值；
8.确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率；所述目标压力值小于或等于所述漏气临界压力值；
9.将所述产气速率和所述透气速率的比值确定为所述防爆阀在所述电池包密封壳体上的安装数量。
10.可选地，所述目标电芯为单个电芯，所述确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率包括：
11.确定在目标压力值下，单个电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率。
12.可选地，所述目标电芯为相邻三个电芯，所述确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率包括：
13.确定在目标压力值下，相邻三个电芯同时处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率。
14.可选地，所述方法还包括：
15.将所述防爆阀的开启压力最大值确定为所述漏气临界压力值。
16.可选地，所述方法还包括：
17.将所述防爆阀的开启压力最大值确定为所述漏气临界压力值与所述电池包密封壳体的安全系数的比值。
18.可选地，所述获取电池包密封壳体的漏气临界压力值包括：
19.选取电池包密封壳体的最薄壁厚值；
20.利用所述最薄壁厚值进行仿真计算得到所述电池包密封壳体的漏气临界压力值。
21.可选地，所述选取电池包密封壳体的最薄壁厚值包括：
22.选取电池包密封上壳体的最薄壁厚值。
23.可选地，所述产气速率为所述目标电芯处于热失控时的最大产气速率。
24.可选地，所述将所述产气速率和所述透气速率的比值确定为所述防爆阀在所述电池包密封壳体上的安装数量包括：
25.若所述产气速率和所述透气速率的比值不为整数，则将大于所述比值的整数中与所述比值差值最小的整数，确定为所述防爆阀在所述电池包密封壳体上的安装数量。
26.本技术实施例提供了一种防爆阀安装数量确定装置，所述装置包括：
27.获取单元，用于获取电池包密封壳体的漏气临界压力值；
28.第一确定单元，用于确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率；所述目标压力值小于或等于所述漏气临界压力值；
29.第二确定单元，用于将所述产气速率和所述透气速率的比值确定为所述防爆阀在所述电池包密封壳体上的安装数量。
30.本技术实施例提供的防爆阀安装数量确定方法，应用于电池包，电池包包括多个电芯，包括：获取电池包密封壳体的漏气临界压力值，确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率，目标压力值小于或等于漏气临界压力值，将产气速率和透气速率的比值确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量，也就是说，在小于或等于电池包密封壳体的漏气临界压力值时，防爆阀已经开启，此时确定目标电芯处于热失控时的产气速率和单个防爆阀在开启后的透气速率，将产气速率和透气速率的比值确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量，这样确定的防爆阀的安装数量，能够满足确定在密封壳体上安装防爆阀数量的需求，并且该安装数量既能够延长电池包到达爆炸的时间，还能以较低的成本实现防爆阀的功能。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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它的附图。
32.图1示出了本技术实施例一种防爆阀安装数量确定方法的流程示意图；
33.图2示出了本技术实施例一种防爆阀安装数量确定装置的结构示意图。
具体实施方式
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.随着当前社会的技术发展，越来越多的领域利用电池作为供电能源。电池可以分
为很多种类，其中化学电池是用户关注的电池之一。
36.由于当前电池爆炸事故频发，当前对于电池的安全性也越来越重视。电池通常安装在密封壳体内，当电池失控时，尤其是化学电池热失控时，通常会喷发出大量气体，密封壳体内的气压迅速增大，当密封壳体内的气压达到极限，则会发生电池爆炸事件。
37.可以在密封壳体上安装防爆阀，防爆阀在密封壳体内的气压达到一定值开启，对密封壳体进行出气，使得密封壳体内的气压升高速率变缓甚至不升高，以便延缓电池到达爆炸的时间。但是如何设置防爆阀的数量，才能够在节省防爆阀成本的基础上，提高电池密封壳体的安全性，没有相关介绍，因此当前存在确定在密封壳体上安装防爆阀数量的需求。
38.基于此，本技术实施例提供了一种防爆阀安装数量确定方法，应用于电池包，电池包包括多个电芯，包括：获取电池包密封壳体的漏气临界压力值，确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率，目标压力值小于或等于漏气临界压力值，将产气速率和透气速率的比值确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量，也就是说，在小于或等于电池包密封壳体的漏气临界压力值时，防爆阀已经开启，此时确定目标电芯处于热失控时的产气速率和单个防爆阀在开启后的透气速率，将产气速率和透气速率的比值确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量，这样确定的防爆阀的安装数量，能够满足确定在密封壳体上安装防爆阀数量的需求，并且该安装数量既能够延长电池包到达爆炸的时间，还能以较低的成本实现防爆阀的功能。
39.为了更好地理解本技术的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。
40.参见图1，该图为本技术实施例提供的一种防爆阀安装数量确定方法的流程图。本技术实施例提供的防爆阀安装数量确定方法能够应用于电池包，每个电池包包括多个模组，每个模组中包括多个电芯，电芯是包括正、负极的电化学物质的电芯。例如，一个模组中可以包括11个电芯。电池包包括密封壳体，用于密封电池包内的多个电芯。
41.s101，获取电池包密封壳体的漏气临界压力值。
42.在本技术的实施例中，漏气临界压力值为电池包密封壳体受到电池包内气压挤压临近漏气的压力值，可以获取电池包密封壳体的漏气临界压力值。
43.具体的，可以选取电池包密封壳体的最薄壁厚值，利用最薄壁厚值进行计算机辅助工程(computer aided engineering，cae)仿真计算得到电池包密封壳体的漏气临界压力值。
44.选取电池包密封壳体的最薄壁厚值可以模拟实际应用中由于电池包密封壳体的较薄导致的电池包面临爆炸的最恶劣状态，以便得到的计算结果能够最终提升防爆阀安装后的性能。
45.具体的，相较于电池包密封壳体的下壳体，电池包密封壳体的上壳体更为薄弱，因此可以选取电池包密封上壳体的最薄壁厚值作为仿真计算的输入值。
46.作为一种示例，上壳体的理论设计壁厚值为0.8
±
0.08毫米(mm)，则可以选取上壳体可能存在的最恶劣情况，即选取上壳体的最薄壁厚值0.72mm作为仿真计算的输入值。
47.在实际应用中，输入电池包密封壳体的最薄壁厚值，依次为基础进行电池包壳体的耐压能力仿真，可以通过仿真计算得到不同电池包内的气压下，电池包密封壳体的形变量，当电池包密封壳体达到最大形变量时，计算在最大型变量下密封壳体在密封处泡棉的
压缩率能否满足密封要求的压缩率，若不能满足，则密封壳体存在漏气漏火风险，此时最大形变量对应的电池包内的气压即为漏气临界压力值。
48.在本技术的实施例中，在确定了电池包密封壳体的漏气临界压力值之后，可以将防爆阀的开启压力最大值确定为漏气临界压力值，也就是说，防爆阀最晚在漏气临界压力值下进行开启，以便进行透气，降低电池包内的气压。
49.防爆阀的开启压力越低，越能够在电池包内的气压较低时对电池包进行透气，能够进一步延缓电池包内的热失控，延缓电池包到达爆炸的时间。由于电池包密封壳体需要进行充气压力测试，以避免在实际应用过程中电池包密封壳体出现漏气情况。充气压力测试时，电池包密封壳体内的其他可能在2千帕(kpa)-5kpa，此时若防爆阀已经开启，则会导致无法对电池包密封壳体进行充气压力测试，因此，防爆阀的开启压力的最小值至少满足充气压力需求，例如防爆阀的开启压力的最小值大于5kpa。
50.在本技术的实施例中，防爆阀的开启压力最大值也可以确定为漏气临界压力值与电池包密封壳体的安全系数的比值，这是由于当电池包内的电芯热失控时，随着温度的升高，电池包密封壳体的温度也升高，壳体刚度减弱，可能存在电池包密封壳体在没有到达漏气临界压力值时，就已经爆炸，因此为了进一步保证防爆阀安装后提高电池包的安全性，将防爆阀的开启压力最大值确定为漏气临界压力值与电池包密封壳体的安全系数的比值，这样能够进一步降低防爆阀的开启电压的最大值，进一步提高电池包的安全性。
51.作为一种示例，电池包密封壳体的漏气临界压力值为48千帕(kpa)，电池包密封壳体的安全系数为1.2，此时防爆阀的开启压力最大值为48/1.2＝40kpa。也就是说，防爆阀最晚在电池包密封壳体的压力达到40kpa时开启。
52.s102，确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率。
53.在本技术的实施例中，当电池包内的电芯处于热失控状态时，会产生大量的气体，导致电池包密封壳体内的气压迅速上升，在达到目标压力值时，防爆阀开启，此时可以确定目标电芯处于热失控时在目标压力下的产气速率以及单个防爆阀在目标压力下的透气速率，其中，目标压力值小于或等于漏气临界压力值。
54.在电池包密封壳体的不同压力下，电芯处于热失控时的产气速率和防爆阀在开启后的透气速率可能不同，因此可以分别确定在不同的压力下电芯的产气速率和透气速率。
55.在本技术的实施例中，电池包中包括多个模组，每个模组的热失控设计时间不能小于固定值，也就是说，为了防止电池包中的电芯热失控后立即导致电池包的爆炸，要求在设计电池包的电芯时，即预留每个电芯或电芯构成的模组的热失控反应时间，保证一个模组的电芯全部热失控的总时间不小于固定值。例如，该固定值可以是5分钟(min)或6min，具体可以根据电池包的安全规定进行设置。
56.在本技术的实施例中，可以根据热失控设计时间确定电池包内每个模组具体有几个电芯在热失控。
57.作为一种可能的实现方式，当单个模组内的电芯热失控时的总时间大于热失控设计时间，则可能是单个模组内的电芯依次热失控，即同时热失控的电芯为单个电芯，此时在目标压力值下，目标电芯为单个电芯，此时目标电芯的产气速率为单个电芯的产气速率。
58.作为另一种可能的实现方式，当单个模组内的电芯热失控时的总时间小于热失控
设计时间，则可能是单个模组内的多个电芯同时热失控，例如中间部位的电芯热失控，可能会影响位于其周围的电芯同时热失控。
59.具体可以根据每个模组内电芯的摆放，确定出在单个模组可能在热失控设计时间内具体有多少个电芯在同时发生热失控。
60.作为一种示例，中间部位的电芯热失控，可能会影响位于其相邻左右两侧的电芯同时热失控，即同时热失控的电芯为相邻3个电芯，此时在目标压力值下，目标电芯为相邻3个电芯，此时目标电芯的产气速率为相邻3个电芯同时产气的产气速率。
61.在本技术的实施例中，产气速率可以是目标电芯处于热失控时的最大产气速率，这样以最大产气速率计算得到的防爆阀的安装数量能够提高电池包的安全性，起到更好的防爆效果。
62.s103，将产气速率和透气速率的比值确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量。
63.在本技术的实施例中，在得到目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率和单个防爆阀在开启后的透气速率之后，将产气速率和透气速率的比值确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量。
64.也就是说，在目标压力值下，防爆阀开启，防爆阀的总透气速率至少要大于或等于目标电芯处于热失控时的产气速率，才能够阻止电池包密封壳体内的气压继续增大，因此产气速率和透气速率的比值为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量的最小值。
65.在实际应用中，若产气速率和透气速率的比值不为整数，则将大于比值的整数中与比值差值最小的整数，确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量，也就是说，若产气速率和透气速率的比值不为整数时，将得到的比值向上取整数，将该整数确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量。
66.作为一种示例，电池包密封壳体的漏气临界压力值为48kpa，安全系数为1.2，则防爆阀的开启压力最大值为48/1.2＝40kpa，热失控设计时间为6min，将目标压力值设置为防爆阀的开启压力最大值40kpa。
67.当单个模组的热失控时间小于6min，则代表目标电芯为单个电芯，即同时有一个电芯在产生气体，在40kpa下，产气速率为单个电芯的最大产气速率，经过测试为198升每秒(l/s)，此时单个防爆阀的透气量为314l/s，防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量可以为198/314＝0.63，向上取整为1，因此防爆阀的安装数量为1。
68.当单个模组的热失控时间大于6min，则代表目标电芯为3个电芯，即同时有3个电芯在产生气体，在40kpa下，产气速率为3个电芯的最大产气速率，经过测试为3
×
198＝594升每秒(l/s)，此时单个防爆阀的透气量为314l/s，防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量可以为594/314＝1.89，向上取整为2，因此防爆阀的安装数量为2。
69.本技术实施例提供的防爆阀安装数量确定方法，应用于电池包，电池包包括多个电芯，包括：获取电池包密封壳体的漏气临界压力值，确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率，目标压力值小于或等于漏气临界压力值，将产气速率和透气速率的比值确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量，也就是说，在小于或等于电池包密封壳体的漏气临界压力值时，防爆阀已经开启，此时确定目标电芯处于热失控时的产气速率和单个防爆阀在开启后的透气速率，将产气速率和透气
速率的比值确定为防爆阀在电池包密封壳体上的安装数量，这样确定的防爆阀的安装数量，能够满足确定在密封壳体上安装防爆阀数量的需求，并且该安装数量既能够延长电池包到达爆炸的时间，还能以较低的成本实现防爆阀的功能。
70.基于以上实施例提供的一种防爆阀安装数量确定方法，本技术实施例还提供了一种防爆阀安装数量确定装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。
71.参见图2，该图为本技术实施例提供的一种防爆阀安装数量确定装置的结构示意图。
72.本技术实施例提供防爆阀安装数量确定装置200包括：
73.获取单元210，用于获取电池包密封壳体的漏气临界压力值；
74.第一确定单元220，用于确定在目标压力值下，目标电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率；所述目标压力值小于或等于所述漏气临界压力值；
75.第二确定单元230，用于将所述产气速率和所述透气速率的比值确定为所述防爆阀在所述电池包密封壳体上的安装数量。
76.可选地，所述目标电芯为单个电芯，所述第一确定单元220，用于：
77.确定在目标压力值下，单个电芯处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率。
78.可选地，所述目标电芯为相邻三个电芯，所述第一确定单元220，用于：
79.确定在目标压力值下，相邻三个电芯同时处于热失控时的产气速率以及单个防爆阀在开启后的透气速率。
80.可选地，所述装置还包括：
81.第三确定单元，用于将所述防爆阀的开启压力最大值确定为所述漏气临界压力值。
82.可选地，所述装置还包括：
83.第四确定单元，用于将所述防爆阀的开启压力最大值确定为所述漏气临界压力值与所述电池包密封壳体的安全系数的比值。
84.可选地，所述获取单元210，用于：
85.选取电池包密封壳体的最薄壁厚值；
86.利用所述最薄壁厚值进行仿真计算得到所述电池包密封壳体的漏气临界压力值。
87.可选地，所述获取单元210，用于：
88.选取电池包密封上壳体的最薄壁厚值。
89.可选地，所述产气速率为所述目标电芯处于热失控时的最大产气速率。
90.可选地，所述第二确定单元230，用于：
91.若所述产气速率和所述透气速率的比值不为整数，则将大于所述比值的整数中与所述比值差值最小的整数，确定为所述防爆阀在所述电池包密封壳体上的安装数量。
92.当介绍本技术的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。
93.需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例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实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory,rom)或随机存储记忆体(random access memory,ram)等。
94.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
95.以上所述仅是本技术的优选实施方式，虽然本技术已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本技术。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本技术技术方案保护的范围内。