CN113190981A - 一种大功率系统集成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率系统集成方法,包括以下步骤,步骤一,电源系统功率分析;步骤二,电源系统容量分析;步骤三,构建电源系统;步骤四,构建热管理系统;步骤五,系统集成;步骤六,仿真优化;该发明相较于现有的大功率锂离子电池系统,通过对所需电池的功率及容量进行分析,将电池系统的功能模块集成为电源管理系统和电源保护系统,提高了系统的集成程度,减少了功能冗余,本发明通过集成热管理系统,实现温度控制功能,可以自动调节电池环境温度至最适温度,避免因温度变化而影响电池的性能,本发明通过对所设计的系统进行模拟仿真,可以测试出集成系统的稳定性,并据此进行优化系统,减少了后期的维护。
Description
技术领域
本发明涉及对大功率系统集成技术领域,具体为一种大功率系统集成方法。
背景技术
大功率锂离子电池系统是一种用于锂离子电池管理的系统,一般具备自检功能、电池参数检测功能、绝缘检测功能、预警功能、充放电管理功能等,这些功能之间都有很强的联系,可以统一集成为电池管理功能和电池保护功能,但现有锂离子电池系统的功能模块集成程度低,导致系统架构设计不合理,造成功能冗余,且不便于后期的维护。现有电池保护系统只能通过温度检测模块检测电池温度,然后进行预警,该系统缺少温度控制功能,无法自动调节电池环境温度至最适温度,不利于电池的保护,容易因高温而引起安全隐患,或因低温而影响电池性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大功率系统集成方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种大功率系统集成方法,包括以下步骤,步骤一,电源系统功率分析;步骤二,电源系统容量分析;步骤三,构建电源系统;步骤四,构建热管理系统;步骤五,系统集成;步骤六,仿真优化;
其中上述步骤一中,电源系统功率分析包括以下步骤:
1)确定所需电源系统最大输出功率及持续时间;
2)确定所需电源系统最大反馈功率及持续时间;
其中上述步骤二中,电源系统容量分析包括以下步骤:
1)确定所需的标称电压及运行电压的范围;
2)确定所需的标称容量及可用容量的范围;
其中上述步骤三中,构建电源系统包括以下步骤:
1)根据要求对电源系统的电池元件进行选型;
2)根据分析的结果及所需的放电电流和充电电压构建出电源管理系统和电源保护系统;
其中上述步骤四中,热管理系统设计包括以下步骤:
1)确定电源系统使用的温度范围;
2)根据所确定的温度范围设计出热管理系统;
其中上述步骤五中,将电源管理系统、电源保护系统和热管理系统进行集成处理;
其中上述步骤六中,模拟仿真包括以下步骤:
1)使用软件对所设计的集成系统进行模拟仿真;
2)调节变量,观察电源系统及热管理系统运行的稳定性;
3)根据仿真结果对电源系统及热管理系统进行参数优化。
根据上述技术方案,所述步骤三1)中,要求为安全性要求、电性能要求和成本要求。
根据上述技术方案,所述步骤四1)中,使用的温度范围包括充放电温度范围和贮存温度范围。
根据上述技术方案,所述步骤四2)中,热管理系统包括温度监控系统、散热系统和升温系统。
根据上述技术方案,所述步骤六1)中,可使用PSIM、Pspice、SIMetrix或Matlab软件进行仿真。
根据上述技术方案,所述步骤六2)中,变量为模拟环境温度变量。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:该发明相较于现有的大功率锂离子电池系统,通过对所需电池的功率及容量进行分析,将电池系统的功能模块集成为电源管理系统和电源保护系统,提高了系统的集成程度,减少了功能冗余,本发明通过集成热管理系统,实现温度控制功能,可以自动调节电池环境温度至最适温度,避免因温度变化而影响电池的性能,本发明通过对所设计的系统进行模拟仿真,可以测试出集成系统的稳定性,并据此进行优化系统,减少了后期的维护。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种大功率系统集成方法,包括以下步骤,步骤一,电源系统功率分析;步骤二,电源系统容量分析;步骤三,构建电源系统;步骤四,构建热管理系统;步骤五,系统集成;步骤六,仿真优化;
其中上述步骤一中,电源系统功率分析包括以下步骤:
1)确定所需电源系统最大输出功率及持续时间;
2)确定所需电源系统最大反馈功率及持续时间;
其中上述步骤二中,电源系统容量分析包括以下步骤:
1)确定所需的标称电压及运行电压的范围;
2)确定所需的标称容量及可用容量的范围;
其中上述步骤三中,构建电源系统包括以下步骤:
1)根据要求对电源系统的电池元件进行选型,要求为安全性要求、电性能要求和成本要求;
2)根据分析的结果及所需的放电电流和充电电压构建出电源管理系统和电源保护系统;
其中上述步骤四中,热管理系统设计包括以下步骤:
1)确定电源系统使用的温度范围,包括充放电温度范围和贮存温度范围;
2)根据所确定的温度范围设计出热管理系统,热管理系统包括温度监控系统、散热系统和升温系统;
其中上述步骤五中,将电源管理系统、电源保护系统和热管理系统进行集成处理;
其中上述步骤六中,模拟仿真包括以下步骤:
1)使用软件对所设计的集成系统进行模拟仿真,可使用PSIM、Pspice、SIMetrix或Matlab软件进行仿真;
2)调节模拟环境温度变量,观察电源系统及热管理系统运行的稳定性;
3)根据仿真结果对电源系统及热管理系统进行参数优化。
基于上述,本发明的优点在于,该发明相较于现有的大功率锂离子电池系统,通过对所需电池的功率及容量进行分析,将电池系统的功能模块集成为电源管理系统和电源保护系统,提高了系统的集成程度,减少了功能冗余,本发明通过集成热管理系统,实现温度控制功能,可以自动调节电池环境温度至最适温度,避免因温度变化而影响电池的性能,本发明通过对所设计的系统进行模拟仿真,可以测试出集成系统的稳定性,并据此进行优化系统,减少了后期的维护。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种大功率系统集成方法,包括以下步骤,步骤一,电源系统功率分析;步骤二,电源系统容量分析;步骤三,构建电源系统;步骤四,构建热管理系统;步骤五,系统集成;步骤六,仿真优化;其特征在于:
其中上述步骤一中,电源系统功率分析包括以下步骤:
1)确定所需电源系统最大输出功率及持续时间;
2)确定所需电源系统最大反馈功率及持续时间;
其中上述步骤二中,电源系统容量分析包括以下步骤:
1)确定所需的标称电压及运行电压的范围;
2)确定所需的标称容量及可用容量的范围;
其中上述步骤三中,构建电源系统包括以下步骤:
1)根据要求对电源系统的电池元件进行选型;
2)根据分析的结果及所需的放电电流和充电电压构建出电源管理系统和电源保护系统;
其中上述步骤四中,热管理系统设计包括以下步骤:
1)确定电源系统使用的温度范围;
2)根据所确定的温度范围设计出热管理系统;
其中上述步骤五中,将电源管理系统、电源保护系统和热管理系统进行集成处理;
其中上述步骤六中,模拟仿真包括以下步骤:
1)使用软件对所设计的集成系统进行模拟仿真;
2)调节变量,观察电源系统及热管理系统运行的稳定性;
3)根据仿真结果对电源系统及热管理系统进行参数优化。
2.根据权利要求1所述的一种大功率系统集成方法,其特征在于:所述步骤三1)中,要求为安全性要求、电性能要求和成本要求。
3.根据权利要求1所述的一种大功率系统集成方法,其特征在于:所述步骤四1)中,使用的温度范围包括充放电温度范围和贮存温度范围。
4.根据权利要求1所述的一种大功率系统集成方法,其特征在于:所述步骤四2)中,热管理系统包括温度监控系统、散热系统和升温系统。
5.根据权利要求1所述的一种大功率系统集成方法,其特征在于:所述步骤六1)中,可使用PSIM、Pspice、SIMetrix或Matlab软件进行仿真。
6.根据权利要求1所述的一种大功率系统集成方法,其特征在于:所述步骤六2)中,变量为模拟环境温度变量。
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