一种电池爆炸能量的计算方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及电池检测技术领域，尤其涉及一种电池爆炸能量的计算方法、装置、设备及介质。

背景技术

随着电动汽车的快速普及，消费者和汽车厂商对电池安全问题越来越重视，燃料电池不仅是电动汽车的主要动力来源和核心零部件，也是其快速发展的主要技术壁垒，燃料电池以其高能量密度、高循环寿命、高环保等优点，在手机、电动车、移动电源等多个领域得到广泛应用。

燃料电池内部因其材料特性以及结构特性而存在固有的热风险，在长期的充放电循环过程中，由于锂枝晶、机械滥用等客观诱因，可能会触发热失控而产生大量有毒或高度可燃性气体，导致后续剧烈的火灾或爆炸，此外，电池在充电和放电过程中都会产生热量，且受影响于充放电倍率、工作温度等因素，从而使电池温度升高，一旦热量不能及时消散，电池会发生热失控，甚至引发燃烧和爆炸等严重的安全事故，当电池或者电池组因交通事故被碰撞或挤压时，电池内部会发生损坏，导致热失控发生，内部副反应被激发也会触发电池热失控，以上这些都是新能源汽车起火的根本原因。

为了更好的预防燃料电池的热失控安全损害，需要对燃料电池进行相关能量的测算评估，传统的能量测算都是对燃料电池的能量、能量密度等几个参数进行间接评估，其评估结果并不精确，评估手段也缺乏科学性，最终结果无法反正真实热失控安全损害，目前，若要获取电池爆炸的爆炸能量，一般都需要进行电池爆炸实验，进而测算电池的爆炸能量，但在需要获取大样本的爆炸能量数据时，过多的极端实验所耗费的资源成本较高，降低经济性。

发明内容

本发明提供了一种电池爆炸能量的计算方法、装置、设备及介质，能够准确测算出电池的爆炸能量，有效的对电池的极端实验进行模拟，降低了大样本实验测试所产生的人力成本以及资源成本，对电池爆炸能量的计算精度较高，且耗时较短。

根据本发明的一方面，提供了一种电池爆炸能量的计算方法，包括：

根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式；

根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量。

根据本发明的另一方面，提供了一种电池爆炸能量的计算装置，包括：

爆炸参数关系式生成模块，用于根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式；

爆炸能量计算模块，用于根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的电池爆炸能量的计算方法。

根据本发明的另一方面，提供了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指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的电池爆炸能量的计算方法。

本发明实施例的技术方案，通过根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式，根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量的方式，能够对极端实验结果进行仿真，从而计算电池的爆炸参数，既贴合实际的实验结果，又能够降低实验成本，保证人员安全，提高爆炸能量计算效率与精确度。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是根据本发明实施例一提供的一种电池爆炸能量的计算方法的流程图；

图2是根据本发明实施例提供的一种爆炸实验数据的拟合曲线；

图3是根据本发明实施例二提供的一种另电池爆炸能量的计算方法的流程图；

图4是根据本发明实施例三提供的一种电池爆炸能量的计算装置的结构示意图；

图5是实现本发明实施例的电池爆炸能量的计算方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种电池爆炸能量的计算方法的流程图，本实施例可适用于对电池的爆炸能量进行仿真计算的情况，该方法可以由电池爆炸能量的计算装置来执行，该电池爆炸能量的计算装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，并一般可配置于具备数据处理功能的计算机或处理器中。如图1所示，该方法包括：

S110、根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式。

其中，爆炸实验数据包括实际爆炸时间以及实际爆炸半径。

其中，初始爆炸参数关系式为：

其中，r为爆炸半径，t为爆炸时间，E为爆炸能量，ρ为介质密度，5/2lgC为截距。

可选的，目标电池可以指具有特定属性的电池，并非单指某一个电池，电池属性可以包括电池类型、电池重量以及电池尺寸，其中电池尺寸可以指电芯或电池组的长宽高尺寸。

可选的，电池爆炸实验是一次性的实验，单一电池在一次爆炸实验后即为报废状态，目标电池的多组爆炸实验数据可以指多个相同属性的目标电池分别进行爆炸实验所获取的爆炸实验数据，爆炸实验数据中包括目标电池在实际爆炸过程中的实际爆炸时间以及实际爆炸半径。

可选的，将多组爆炸实验数据进行拟合，可以获取拟合曲线，拟合曲线在y轴上的截距值即可作为爆炸参数关系式中的截距值。

图2为一种可选的爆炸实验数据的拟合曲线，如图2所示，t为爆炸时间，r为爆炸半径，(t1，r1)，(t2,r2)……，(t8,r8)分别为八组不同的爆炸实验数据，将这八组爆炸实验数据进行拟合，即可得到拟合曲线，拟合曲线在二维坐标系中绘制，横坐标为lgt，纵坐标为5/2lgr，拟合曲线与y轴相交的纵坐标5/2lgC即可作为目标电池的爆炸参数关系式中的截距值，也即，根据拟合曲线即可获取5/2lgC的实际值，实际值是一个具体的数值，不再用C表示，将5/2lgC的实际值作为截距值，替换掉初始爆炸参数关系式中的截距5/2lgC，即可获取目标电池的爆炸参数关系式。

S120、根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量。

可选的，爆炸测试需求中可以包括预设的多个实验爆炸半径，由于不同的爆炸半径其对应的爆炸时间是有上下限的，因此，获取与每个实验爆炸半径相对应的至少一个爆炸时间，例如，爆炸半径为2m时，爆炸时间可以为1s、1.5s以及2s，具体的实验爆炸半径以及与实验爆炸半径对应的实验爆炸时间，可按需求确定，此处不进行限定。

可选的，爆炸测试需求还可以为一个测试参数集，测试参数集中预先设定多组测试参数。

可选的，介质密度指电池爆炸所在介质的介质密度，一般为空气密度，具体用于计算空气密度的值可以为标准空气密度，也可以为指定区域的空气密度测量值。

可选的，在已知实验爆炸半径、实验爆炸时间、介质密度以及截距值之后，将上述参数代入到目标电池的爆炸参数关系式中，即可计算得到爆炸能量。

本发明实施例的技术方案，通过根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式，根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量的方式，能够对极端实验结果进行仿真，从而计算电池的爆炸参数，既贴合实际的实验结果，又能够降低实验成本，保证人员安全，提高爆炸能量计算效率与精确度。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种电池爆炸能量的计算方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，具体说明了电池爆炸能量的计算方法。

如图3所示，该方法包括：

S210、根据目标电池的多组爆炸实验数据，生成拟合曲线，并根据所述拟合曲线确定爆炸参数关系式的截距值。

S220、将截距值代入初始爆炸参数关系式中，生成目标电池的爆炸参数关系式。

可选的，通过燃料电池相关物理量中的因果关系和客观规律，确定燃料电池的爆炸能量计算满足Π定理，Π定理可以指任何一个由n个有单位的物理量参与的物理过程中的函数关系都可以转换成由n-k个这些物理量组成的无量纲量Πi之间的函数关系，其中k是具有独立量纲的物理量的数。

可选的，无物理单位形式的因果关系Π＝f(Π

可选的，初始爆炸参数关系式的获取方式可以为：

根据Π定理，确定爆炸参数的幂次方程为r＝CE

S230、根据目标电池的爆炸测试需求，确定多个实验爆炸半径，以及与各实验爆炸半径分别对应的至少一个实验爆炸时间。

S240、将实验爆炸半径与对应的各实验爆炸时间分别进行组合，生成多组测试参数。

S250、根据测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量。

S260、根据多组测试参数以及各组测试参数下的目标电池的爆炸能量，生成多个三维数据点，并根据各三维数据点进行三维曲面拟合，获取目标电池的三维曲面。

可选的，三维数据点中x轴可以为实验爆炸半径，y轴可以为实验爆炸时间，z轴可以为爆炸能量，此处仅作示例性说明，并不对坐标轴的分配进行限定。

可选的，目标电池具有多项电池属性；其中，所述电池属性至少包括电池类型、电池重量以及电池尺寸。

S270、根据对照电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成对照电池的爆炸参数关系式。

其中，对照电池的电池类型与目标电池相同，电池重量以及电池尺寸中的至少一项与目标电池不同；

S280、根据所述测试参数以及对照电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下对照电池的爆炸能量。

S290、根据多组测试参数以及各组测试参数下的对照电池的爆炸能量，生成多个三维数据点，并根据各三维数据点进行三维曲面拟合，获取对照电池的三维曲面。

可选的，对照电池与目标电池的电池类型相同，但可通过设计不同的电池重量以及电池尺寸进行对照测试，在目标电池以及对照电池中确定爆炸能量更小的电池，以投入实际使用。

S2100、将目标电池的三维曲面以及对照电池的三维曲面加载至同一三维坐标系中，并在所述三维坐标系中分别对目标电池以及对照电池的爆炸关键信息进行标注，将标注后的三维坐标系显示于用户端。

可选的，爆炸关键信息可以包括爆炸能量最大值、爆炸能量超过预设值的平面范围以及爆炸平均值等，此处不进行具体限定。

本发明实施例的技术方案，通过根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式，根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量的方式，能够对极端实验结果进行仿真，从而计算电池的爆炸参数，既贴合实际的实验结果，又能够降低实验成本，保证人员安全，提高爆炸能量计算效率与精确度。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种电池爆炸能量的计算装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：爆炸参数关系式生成模块310以及爆炸能量计算模块320。

爆炸参数关系式生成模块310，用于根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式。

爆炸能量计算模块320，用于根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量。

本发明实施例的技术方案，通过根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式，根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量的方式，能够对极端实验结果进行仿真，从而计算电池的爆炸参数，既贴合实际的实验结果，又能够降低实验成本，保证人员安全，提高爆炸能量计算效率与精确度。

在上述各实施例的基础上，爆炸参数关系式生成模块310，可以用于：

根据目标电池的多组爆炸实验数据，生成拟合曲线，并根据所述拟合曲线确定爆炸参数关系式的截距值；

其中，爆炸实验数据包括实际爆炸时间以及实际爆炸半径；

将所述截距值代入初始爆炸参数关系式中，生成目标电池的爆炸参数关系式。

在上述各实施例的基础上，初始爆炸参数关系式为：

其中，r为爆炸半径，t为爆炸时间，E为爆炸能量，ρ为介质密度，5/2lgC为截距。

在上述各实施例的基础上，爆炸能量计算模块320，可以用于：

根据目标电池的爆炸测试需求，确定多个实验爆炸半径，以及与各实验爆炸半径分别对应的至少一个实验爆炸时间；

将实验爆炸半径与对应的各实验爆炸时间分别进行组合，生成多组测试参数。

在上述各实施例的基础上，还可以包括三维曲面拟合模块，用于：

根据多组测试参数以及各组测试参数下的目标电池的爆炸能量，生成多个三维数据点，并根据各三维数据点进行三维曲面拟合，获取目标电池的三维曲面。

在上述各实施例的基础上，所述目标电池具有多项电池属性；其中，所述电池属性至少包括电池类型、电池重量以及电池尺寸。

在上述各实施例的基础上，还可以包括对照电池计算模块，具体用于：

根据对照电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成对照电池的爆炸参数关系式；

其中，对照电池的电池类型与目标电池相同，电池重量以及电池尺寸中的至少一项与目标电池不同；

根据所述测试参数以及对照电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下对照电池的爆炸能量；

根据多组测试参数以及各组测试参数下的对照电池的爆炸能量，生成多个三维数据点，并根据各三维数据点进行三维曲面拟合，获取对照电池的三维曲面。

在上述各实施例的基础上，还可以包括曲面对比模块，具体用于：

将目标电池的三维曲面以及对照电池的三维曲面加载至同一三维坐标系中，并在所述三维坐标系中分别对目标电池以及对照电池的爆炸关键信息进行标注，将标注后的三维坐标系显示于用户端。

本发明实施例所提供的电池爆炸能量的计算装置可执行本发明任意实施例所提供的电池爆炸能量的计算方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如如本发明实施例所述的电池爆炸能量的计算方法。也即：

根据目标电池的多组爆炸实验数据以及预设的初始爆炸参数关系式，生成目标电池的爆炸参数关系式；

根据目标电池的爆炸测试需求，获取多组测试参数，并根据所述测试参数以及目标电池的爆炸参数关系式，计算各测试参数下目标电池的爆炸能量。

在一些实施例中，电池爆炸能量的计算方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的电池爆炸能量的计算方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行电池爆炸能量的计算方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。