本技术涉及锂离子电池热失控，特别是涉及一种密闭空间中锂离子电池不同热失控阶段不同位置产气的收集和分析装置及方法。
背景技术：
1、随着锂离子电池在储能系统、电动汽车等领域的广泛应用，其安全性问题日益凸显，尤其是热失控引发的安全事故。由于锂离子电池中含有大量的活性物质和电能，在受到各种滥用条件影响时，锂离子电池的温度有可能超过正常工作范围，从而可能导致发生热失控事故。近年来，锂离子电池热失控引起的火灾、爆炸等事故屡见不鲜，这仍然是制约锂离子电池广泛应用的瓶颈。
2、在发生热失控时，锂离子电池的危害分为两类：直接放热和产生的气体排放，直接放热会导致热失控在电池包内蔓延，而产生的气体排放可能会增加火灾和爆炸的危险。当锂离子电池内部温度逐渐升高时，内部化学材料会发生氧化还原反应，生成多种气体，这些气体的种类和浓度随热失控阶段的变化而变化，热失控发生时产生的高温气体和颗粒物在密闭空间中流动，在不同热失控阶段和密闭空间不同位置收集的气体种类和浓度能够反映热失控的发展进程。然而，目前相关研究均是对锂离子电池热失控后的产气进行定性定量分析，而对于不同热失控阶段和密闭空间不同位置产生的气体如何高效准确地采集和分析尚存在技术空白。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置及方法，可对锂离子电池不同热失控阶段和密闭空间不同位置产生的气体进行高效准确地采集和分析。
2、为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
3、第一方面，本技术提供了一种锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，所述锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置包括：
4、密闭箱体，用于容纳锂离子电池；密闭箱体具有多个气体采集口，多个气体采集口位于密闭箱体的不同位置，且每一气体采集口均为连通密闭箱体的内部和外部的通孔；
5、气体采集控制部件，分别与密闭箱体的每一气体采集口管道连接，用于获取气体采集口处的混合气体；
6、传感部件，安装在锂离子电池上，用于获取锂离子电池的表面温度和极耳电压；
7、处理部件，分别与传感部件和气体采集控制部件通信连接，用于基于传感部件获取的表面温度和极耳电压，确定锂离子电池所处的热失控阶段，并在不同的热失控阶段控制气体采集控制部件获取不同气体采集口处的混合气体，对不同的热失控阶段对应的混合气体进行分析。
8、可选地，密闭箱体具有五个气体采集口，五个气体采集口分别为位于密闭箱体第一侧面的第一气体采集口、位于密闭箱体第二侧面的第二气体采集口、位于密闭箱体第三侧面的第三气体采集口、位于密闭箱体第四侧面的第四气体采集口和位于密闭箱体顶面的第五气体采集口；其中，第一侧面和第三侧面相对设置，第二侧面和第四侧面相对设置。
9、可选地，第一气体采集口位于密闭箱体第一侧面的几何中心处，第二气体采集口位于密闭箱体第二侧面的几何中心处，第三气体采集口位于密闭箱体第三侧面的几何中心处，第四气体采集口位于密闭箱体第四侧面的几何中心处，第五气体采集口位于密闭箱体顶面的几何中心处。
10、可选地，气体采集控制部件包括多个控制开关和多个气袋，气体采集口、控制开关和气袋一一对应，气体采集口通过连接管道连接控制开关的进气口，控制开关的出气口通过连接管道连接气袋。
11、可选地，气体采集控制部件包括：五个控制开关和五个气袋，五个控制开关分别为第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关和第五控制开关，五个气袋分别为第一气袋、第二气袋、第三气袋、第四气袋和第五气袋；
12、第一气体采集口通过连接管道连接第一控制开关的进气口，第一控制开关的出气口通过连接管道连接第一气袋；当第一控制开关打开时，第一气体采集口处的混合气体进入第一气袋；
13、第二气体采集口通过连接管道连接第二控制开关的进气口，第二控制开关的出气口通过连接管道连接第二气袋；当第二控制开关打开时，第二气体采集口处的混合气体进入第二气袋；
14、第三气体采集口通过连接管道连接第三控制开关的进气口，第三控制开关的出气口通过连接管道连接第三气袋；当第三控制开关打开时，第三气体采集口处的混合气体进入第三气袋；
15、第四气体采集口通过连接管道连接第四控制开关的进气口，第四控制开关的出气口通过连接管道连接第四气袋；当第四控制开关打开时，第四气体采集口处的混合气体进入第四气袋；
16、第五气体采集口通过连接管道连接第五控制开关的进气口，第五控制开关的出气口通过连接管道连接第五气袋；当第五控制开关打开时，第五气体采集口处的混合气体进入第五气袋。
17、可选地，锂离子电池的热失控阶段包括热失控初期、热失控中期和热失控后期；
18、热失控初期为热失控开始瞬间，当传感部件获取的表面温度达到第一预设温度，则为热失控初期；
19、热失控中期为热失控开始第一预设时长后，当传感部件获取的表面温度达到第一预设温度之后的时长达到第一预设时长，则为热失控中期；
20、热失控后期为热失控结束第二预设时长后，当传感部件获取的极耳电压为零之后的时长达到第二预设时长，则为热失控后期。
21、可选地，处理部件用于在热失控初期控制第一控制开关和第二控制开关打开，将第一气体采集口处的混合气体存储在第一气袋中，将第二气体采集口处的混合气体存储在第二气袋中，得到热失控初期对应的混合气体；在热失控中期控制第三控制开关和第四控制开关打开，将第三气体采集口处的混合气体存储在第三气袋中，将第四气体采集口处的混合气体存储在第四气袋中，得到热失控中期对应的混合气体；在热失控后期控制第五控制开关打开，将第五气体采集口处的混合气体存储在第五气袋中，得到热失控后期对应的混合气体。
22、可选地，处理部件包括气相色谱仪和处理器；
23、气相色谱仪用于分别对第一气袋中的混合气体、第二气袋中的混合气体、第三气袋中的混合气体、第四气袋中的混合气体以及第五气袋中的混合气体进行分析，得到第一气体采集口处的混合气体的组分和含量、第二气体采集口处的混合气体的组分和含量、第三气体采集口处的混合气体的组分和含量、第四气体采集口处的混合气体的组分和含量以及第五气体采集口处的混合气体的组分和含量；
24、处理器，与气相色谱仪通信连接，用于基于第一气体采集口处的混合气体的组分和含量以及第二气体采集口处的混合气体的组分和含量，分析得到热失控初期对应的产气特性经验模型；基于第三气体采集口处的混合气体的组分和含量以及第四气体采集口处的混合气体的组分和含量，分析得到热失控中期对应的产气特性经验模型；基于第五气体采集口处的混合气体的组分和含量，分析得到热失控后期对应的产气特性经验模型；其中，产气特性经验模型为密闭箱体中不同位置的混合气体的组分和含量。
25、可选地，处理器还用于基于不同的热失控阶段对应的产气特性经验模型，确定不同的热失控阶段中密闭箱体不同位置的混合气体的爆炸极限。
26、第二方面，本技术提供了一种锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析方法，应用上述中任一项所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，所述锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析方法包括：
27、基于传感部件获取的锂离子电池的表面温度和极耳电压，确定锂离子电池所处的热失控阶段；
28、在不同的热失控阶段控制气体采集控制部件获取不同气体采集口处的混合气体，得到不同的热失控阶段对应的混合气体；
29、对不同的热失控阶段对应的混合气体进行分析，得到不同的热失控阶段对应的产气特性经验模型；
30、基于不同的热失控阶段对应的产气特性经验模型，确定不同的热失控阶段中密闭箱体不同位置的混合气体的爆炸极限。
31、根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：
32、本技术提供了一种锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置及方法，用于容纳锂离子电池的密闭箱体具有多个气体采集口，多个气体采集口位于密闭箱体的不同位置，气体采集控制部件分别与密闭箱体的每一气体采集口管道连接，用于获取气体采集口处的混合气体，基于传感部件获取的锂离子电池的表面温度和极耳电压，确定锂离子电池所处的热失控阶段，在不同的热失控阶段控制气体采集控制部件获取不同气体采集口处的混合气体，得到不同的热失控阶段对应的混合气体，可高效准确的完成不同热失控阶段产气的收集。对不同的热失控阶段对应的混合气体进行分析，得到不同的热失控阶段对应的产气特性经验模型，基于不同的热失控阶段对应的产气特性经验模型，确定不同的热失控阶段中密闭箱体不同位置的混合气体的爆炸极限，可高效准确的完成不同热失控阶段产气的分析。本技术可对锂离子电池不同热失控阶段和密闭空间不同位置产生的气体进行高效准确地采集和分析。
1.一种锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，所述锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置包括：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，密闭箱体具有五个气体采集口，五个气体采集口分别为位于密闭箱体第一侧面的第一气体采集口、位于密闭箱体第二侧面的第二气体采集口、位于密闭箱体第三侧面的第三气体采集口、位于密闭箱体第四侧面的第四气体采集口和位于密闭箱体顶面的第五气体采集口；其中，第一侧面和第三侧面相对设置，第二侧面和第四侧面相对设置。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，第一气体采集口位于密闭箱体第一侧面的几何中心处，第二气体采集口位于密闭箱体第二侧面的几何中心处，第三气体采集口位于密闭箱体第三侧面的几何中心处，第四气体采集口位于密闭箱体第四侧面的几何中心处，第五气体采集口位于密闭箱体顶面的几何中心处。
4.根据权利要求2所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，气体采集控制部件包括多个控制开关和多个气袋，气体采集口、控制开关和气袋一一对应，气体采集口通过连接管道连接控制开关的进气口，控制开关的出气口通过连接管道连接气袋。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，气体采集控制部件包括：五个控制开关和五个气袋，五个控制开关分别为第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关和第五控制开关，五个气袋分别为第一气袋、第二气袋、第三气袋、第四气袋和第五气袋；
6.根据权利要求5所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，锂离子电池的热失控阶段包括热失控初期、热失控中期和热失控后期；
7.根据权利要求6所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，处理部件用于在热失控初期控制第一控制开关和第二控制开关打开，将第一气体采集口处的混合气体存储在第一气袋中，将第二气体采集口处的混合气体存储在第二气袋中，得到热失控初期对应的混合气体；在热失控中期控制第三控制开关和第四控制开关打开，将第三气体采集口处的混合气体存储在第三气袋中，将第四气体采集口处的混合气体存储在第四气袋中，得到热失控中期对应的混合气体；在热失控后期控制第五控制开关打开，将第五气体采集口处的混合气体存储在第五气袋中，得到热失控后期对应的混合气体。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，处理部件包括气相色谱仪和处理器；
9.根据权利要求8所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，处理器还用于基于不同的热失控阶段对应的产气特性经验模型，确定不同的热失控阶段中密闭箱体不同位置的混合气体的爆炸极限。
10.一种锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析方法，应用权利要求1-9任一项所述的锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析装置，其特征在于，所述锂离子电池不同热失控阶段产气的收集和分析方法包括：
