申请/专利权人：中国石油大学(华东)

申请日：2023-07-07

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117077556B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;H01M50/244;H01M50/204;H01M50/251;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2023.12.05#实质审查的生效;2023.11.17#公开

摘要：本发明提供了一种耦合网络模型锂离子电池储能系统火蔓延建模方法，属于锂离子电池模型构建及仿真方法技术领域，该耦合网络模型锂离子电池储能系统火蔓延建模方法为获取一种电池储能系统的电池电化学参数、材料热物性参数和储能系统的几何特征参数；建立储能系统内部空气域的三维几何模型并划分网格；计算热失控期间电池内部的产热；求解电池间的传热和热失控传播过程，计算电池温度；计算热失控期间电池内部的产气；求解电池的射流动力学参数；求解电池储能系统流体区域的守恒方程，预测储能电站内部的火蔓延行为；该方法能够计算锂离子电池在储能系统层级的热失控传播行为，同时模拟事故发生后储能系统内部的火灾演化情况。

主权项：1.一种耦合网络模型锂离子电池储能系统火蔓延建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S10：获取一种电池储能系统的电池电化学参数、材料热物性参数和储能系统的几何特征参数；S20：根据所述电池电化学参数、材料热物性参数和所述储能系统的几何特征参数，建立所述储能系统内部空气域的三维几何模型并划分网格；S30：建立所述电池储能系统单个电池节点的热失控模型，计算热失控期间电池内部的产热；S40：建立所述电池储能系统电池区域的热阻网络模型，求解电池间的传热和热失控传播过程，计算电池温度；S50：建立所述电池储能系统单个电池节点的产气模型，计算热失控期间电池内部的产气；S60：建立所述电池储能系统电池区域的质量流动模型，求解电池的射流动力学参数；S70：将所述电池温度以及所述电池的射流动力学参数作为边界条件，求解所述电池储能系统流体区域的守恒方程，预测储能电站内部的火蔓延行为；所述建立所述电池储能系统电池区域的热阻网络模型的步骤包括：基于对电池间的热传导、电池与电池包顶部流体火焰的热对流、以及电池与周围环境的换热的考虑，确定热阻网络中单个电池节点的能量平衡为： 其中，c表示电池，v表示电池顶部流体，x,y,z表示电池在电池簇内的位置坐标，Tc,x.y,z表示电池在电池簇内的x,y,z坐标的温度，；Rk,x表示电池间沿x方向的导热热阻，Rk,y表示电池间沿y方向的导热热阻；Rh,u表示电池模组顶部的对流热阻，Rh,l表示电池模组底部的对流热阻；Rs表示电池组外壳的热阻；确定电池模组顶部的流体区域为一个单独的节点，在整个热失控传播过程中，电池通过对流换热的方式持续与顶部高温流体进行换热，电池喷射的高温气体与火焰提高顶部流体的温度，由此确定电池模组顶部的流体节点的能量守恒方程为： 其中，xm表示电池包在储能电站内部的位置坐标，表示电池发生排气时的质量流率，Tf表示排放气体的温度；通过耦合求解上述方程，获得各电池节点的温度演化情况，计算流体力学模型。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国石油大学(华东) 一种耦合网络模型锂离子电池储能系统火蔓延建模方法

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