本发明属于电池安全领域，具体涉及一种电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法及系统。
背景技术：
1、锂离子电池具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命、低自放电率、无记忆效应、低环境排放等优点，已被证明是最重要的储能设备，广泛应用于储能领域。锂离子电池在过充电、过放电、短路、物理碰撞、过热等滥用的情况下会热失控。电池热失控是指电池内部化学反应的产热速率远高于散热速率，大量热量在电池内部积累导致电池温度急速上升，最终引起电池起火或爆炸。
2、在热失控过程中，随着温度的不断升高，电解液与氧气、嵌锂负极等发生化学反应释放各种气体，电解液发生分解反应产生烃类气体，电解液自身还会不断汽化。锂电池电解液发生化学反应释放的各种气体与汽化的电解液蒸气混合，可能在高温下被点燃，且混合气体的爆炸下限较低，遇火花极易发生爆炸，造成严重危害。
技术实现思路
1、本发明针对上述问题，提供一种电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法及系统，该方法是以电解液蒸气为主要气体组分的混合气体爆炸极限计算方法，为了解决电池储能系统热失控后以电解液蒸气为主的混合气体爆炸极限变化规律的问题，更好的研究储能站热失控气体燃爆灾变机制。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
3、第一方面，本发明提供一种电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法，包括：
4、在电池储能系统发生热失控释放电解液蒸气与各种气体时，获取电解液蒸气和电解液参与热失控反应释放气体的种类和体积分数；
5、根据电解液蒸气和电解液参与热失控反应释放气体各自的体积分数和爆炸极限计算出混合气体的爆炸极限。
6、作为本发明进一步改进，所述根据电解液蒸气和电解液参与热失控反应释放气体各自的体积分数和爆炸极限计算出混合气体的爆炸极限的方法包括：
7、
8、式中，l为混合气体的爆炸极限；vn为电解液蒸气在混合气体中的体积分数；vm为电解液参与热失控反应释放气体在混合气体中的体积分数；lm为电解液参与热失控反应释放气体爆炸极限；ln为电解液蒸气爆炸极限；m+n＝1。
9、作为本发明进一步改进，所述电解液蒸气爆炸极限的计算方法包括：
10、电解液蒸气的爆炸极限为：
11、
12、式中，ln，min为汽化的电解液蒸气的爆炸下限；ln，max为汽化的电解液蒸气的爆炸上限；v1为dmc气体在电解液蒸气中的体积分数；v2为emc气体的体积分数；v3为dec气体的体积分数；v4为pc气体的体积分数；v5为ec气体的体积分数；v1+v2+v3+v4+v5＝n。n为电解液溶剂进行了汽化的占比。
13、作为本发明进一步改进，不同电解液溶剂的沸点不同，计算环境温度高于自身沸点的电解液蒸气组分；
14、所述环境温度低于对应电解液溶剂的沸点时，该电解液溶剂在电解液蒸气中的体积分数为0。
15、作为本发明进一步改进，所述电解液参与热失控反应释放气体爆炸极限的计算方法为：
16、反应产生的多种可燃气体的爆炸极限为：
17、
18、式中：lmix为热失控反应释放气体所得混合可燃气体的爆炸极限；vi为单组分可燃气体在混合可燃气体中的体积分数；li为混合可燃气体各单独组分的爆炸极限；l为电解液参与化学反应释放气体的可燃气体种类；m为电解液溶剂参与了热失控化学反应的占比。
19、针对不可燃的co2，由可燃气体和惰性气体混合的混合气体爆炸极限，采用如下公式计算：
20、
21、式中：lm为co2和混合可燃气体复合组分的爆炸极限；为co2的体积分数。
22、作为本发明进一步改进，所述电解液参与热失控反应释放气体是电解液参与热失控化学反应产生h2、co2、co、ch4和c2h4气体中的一种或多种。
23、第二方面，本发明提供一种电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算系统，包括：
24、获取模块，用于在电池储能系统发生热失控释放电解液蒸气与各种气体时，获取电解液蒸气和电解液参与热失控反应释放气体的种类和体积分数；
25、计算模块，用于根据电解液蒸气和电解液参与热失控反应释放气体各自的体积分数和爆炸极限计算出混合气体的爆炸极限。
26、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法。
27、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法。
28、第五方面，本发明提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令指示计算机执行所述电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法。
29、本发明相对于现有技术具备的有益效果为：
30、本发明针对电池储能系统热失控后混合气体爆炸极限的计算，需要识别并量化电池储能系统热失控时释放的电解液蒸气和其他气体的种类及体积分数。这是因为混合气体的爆炸极限与其组成气体的种类和浓度直接相关。对于单一气体，其爆炸极限是已知的。然而，当两种或多种气体混合时，其爆炸极限并非简单地相加或相乘。本发明采用的方法是根据电解液蒸气和电解液参与热失控反应释放气体各自的体积分数和爆炸极限来估算混合气体的爆炸极限。混合气体的性质(如爆炸极限)是其组成气体性质的函数。该方法能够更好地理解和预测电池储能系统热失控后产生的以电解液蒸气为主的混合气体的爆炸潜力，从而更准确地评估储能站热失控可能引发的火灾和爆炸风险。具有原理清晰、准确可靠、灵活实用和预防性强的优点，对于提高电池储能系统的安全性具有重要意义。
1.一种电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法，其特征在于，所述根据电解液蒸气和电解液参与热失控反应释放气体各自的体积分数和爆炸极限计算出混合气体的爆炸极限，包括：
3.根据权利要求2所述的电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法，其特征在于，所述电解液蒸气爆炸极限的计算方法，包括：
4.根据权利要求2所述的电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法，其特征在于，所述电解液蒸气在混合气体中的体积分数满足：
5.根据权利要求2所述的电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法，其特征在于，所述电解液参与热失控反应释放气体爆炸极限的计算方法为：
6.根据权利要求2所述的电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法，其特征在于，所述电解液参与热失控反应释放气体是电解液参与热失控化学反应产生的h2、co2、co、ch4和c2h4中的一种或多种。
7.一种电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6任一项所述电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法。
10.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令指示计算机执行权利要求1-6任一项所述电池储能系统热失控混合气体爆炸极限计算方法。
