[发明专利]一种锂离子电池热失控蔓延模拟方法及装置

权利要求书

1.一种锂离子电池热失控蔓延模拟方法，其特征在于，所述方法基于锂离子电池电化学反应原理并结合锂离子电池电化学反应过程中的热源以及锂离子电池生热机理分别建立锂离子电池正常生热预测模型和锂离子电池热失控生热预测模型，再基于原边副边的无线能量传输原理利用副边及生热元件所在回路分别模拟正常工作下锂离子电池的模拟单体和热失控下锂离子电池的模拟单体，然后利用建立的锂离子电池正常生热预测模型或锂离子电池热失控生热预测模型对锂离子电池进行生热估计，再利用所述生热估计计算所述锂离子电池生热功率，利用所述锂离子电池生热功率计算所述锂离子电池生热电流，将计算的所述锂离子电池生热电流作为副边电流需求值来计算原边相应参数的期望值，进而对所述原边相应参数进行调节实现生热元件模拟生热，再通过获取的模拟单体表面或内部的温度分布判定热失控蔓延以完成锂离子电池热失控蔓延模拟验证；

所述方法通过无线能量传输方式控制生热元件供电和产热，以模拟锂离子电池工作和热失控状态下的生热过程，所述无线能量传输基于电流的磁效应与电磁感应原理，通过磁共振传递能量；

所述方法将计算的所述锂离子电池生热电流作为副边电流需求值来计算原边电流或电压或占空比的期望值，进而对所述原边电流或电压或占空比进行调节实现生热元件模拟生热。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控蔓延模拟方法，其特征在于，所述方法基于锂离子电池电化学反应原理利用锂离子电池SOC、锂离子电池SOH、锂离子电池外形和电池标称电压并结合锂离子电池电化学反应过程中的包括电阻热、极耳热和/或可逆热的若干热源以及锂离子电池生热机理建立锂离子电池电化学模型、锂离子电池产热传热模型和锂离子电池老化模型再进一步耦合为三维电化学-热-机耦合模型，所述三维电化学-热-机耦合模型包括锂离子电池正常生热预测模型和锂离子电池热失控生热预测模型。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控蔓延模拟方法，其特征在于，利用建立的锂离子电池正常生热预测模型进行锂离子电池正常生热估计或利用建立的锂离子电池热失控生热预测模型进行锂离子电池热失控生热估计，在进行生热估计后，将所述生热估计结合温度云图采用微积分原理计算所述锂离子电池正常工作的生热功率或锂离子电池热失控时的生热功率。

4.根据权利要求1至3之一所述的锂离子电池热失控蔓延模拟方法，其特征在于，按照所需要模拟的锂离子电池模组将构建的若干模拟单体组件排列，各模拟单体内的生热元件的生热均通过各自对应的原边进行调节控制。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池热失控蔓延模拟方法，其特征在于，将组件排列的各模拟单体之间设置阻燃材料，进而在判定热失控蔓延时验证阻燃材料对热失控蔓延的阻碍性能。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控蔓延模拟方法，其特征在于，所述生热元件为电阻丝。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池热失控蔓延模拟方法，其特征在于，所述方法在生热元件模拟生热后还对其进行降温控制以模拟锂离子电池在不同温度下的热失控蔓延。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控蔓延模拟方法，其特征在于，所述方法通过多个布置在各模拟单体表面或内部的温度传感器感知热失控过程中锂离子电池外表面及内部的温度分布，从而判定锂离子电池热失控蔓延状态。