CN113190981B - 一种大功率系统集成方法 - Google Patents
一种大功率系统集成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113190981B CN113190981B CN202110424421.7A CN202110424421A CN113190981B CN 113190981 B CN113190981 B CN 113190981B CN 202110424421 A CN202110424421 A CN 202110424421A CN 113190981 B CN113190981 B CN 113190981B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- power supply
- supply system
- management system
- thermal management
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000010354 integration Effects 0.000 title abstract description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/02—Reliability analysis or reliability optimisation; Failure analysis, e.g. worst case scenario performance, failure mode and effects analysis [FMEA]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
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 (2)
1.一种大功率锂离子电池系统集成方法，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；所述要求为安全性要求、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；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；所述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；
2)调节变量，观察电源系统及热管理系统运行的稳定性；所述变量为模拟环境温度变量；
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所述的一种大功率锂离子电池系统集成方法，其特征在于：所述步骤六的子步骤1)中，可使用PSIM、Pspice、SIMetrix或Matlab软件进行仿真。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110424421.7A CN113190981B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种大功率系统集成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110424421.7A CN113190981B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种大功率系统集成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113190981A CN113190981A (zh) | 2021-07-30 |
| CN113190981B true CN113190981B (zh) | 2024-01-19 |
Family
ID=76977595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110424421.7A Active CN113190981B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种大功率系统集成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113190981B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108544973A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-09-18 | 上海牛仁汽车有限公司 | 新能源汽车电池及其电池工作模式的控制方法 |
| CN111049200A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-21 | 北京科诺伟业科技股份有限公司 | 一种智能区域微电网系统及其控制方法 |
| CN111505960A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种动力电池热管理仿真系统及方法 |
| CN112540307A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-23 | 北京振兴计量测试研究所 | 一种军用动力电池充放电性能测试系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080268333A1 (en) * | 2006-12-31 | 2008-10-30 | Joseph Barrella | Integral battery thermal management |
| CN105706292B (zh) * | 2014-12-30 | 2018-02-02 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种电池预热方法、装置及设备 |
| CN110800154B (zh) * | 2017-04-10 | 2023-04-28 | 允能有限公司 | 一种带有热管理设计电池模块、电池装置与电池系统 |
-
2021
- 2021-04-20 CN CN202110424421.7A patent/CN113190981B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108544973A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-09-18 | 上海牛仁汽车有限公司 | 新能源汽车电池及其电池工作模式的控制方法 |
| CN111505960A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种动力电池热管理仿真系统及方法 |
| CN111049200A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-21 | 北京科诺伟业科技股份有限公司 | 一种智能区域微电网系统及其控制方法 |
| CN112540307A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-23 | 北京振兴计量测试研究所 | 一种军用动力电池充放电性能测试系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 电动汽车动力电池热管理技术的研究与实现;李军求;吴朴恩;张承宁;;汽车工程(第01期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113190981A (zh) | 2021-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kong et al. | Fault diagnosis and quantitative analysis of micro-short circuits for lithium-ion batteries in battery packs | |
| Xiong et al. | An enhanced equivalent circuit model of vanadium redox flow battery energy storage systems considering thermal effects | |
| Kim et al. | Power electronics-enabled self-X multicell batteries: A design toward smart batteries | |
| Chen et al. | Loss-minimization-based charging strategy for lithium-ion battery | |
| CN106291392B (zh) | 一种电池动态特性测试方法及装置 | |
| Hosseinzadeh et al. | Combined electrical and electrochemical-thermal model of parallel connected large format pouch cells | |
| CN105356528A (zh) | 电池管理系统 | |
| CN105071453A (zh) | 一种电池管理系统 | |
| CN104617330A (zh) | 电池微短路的识别方法 | |
| CN110133503B (zh) | 一种电芯检测方法及装置 | |
| Lai et al. | Online internal short circuit detection method considering equalization electric quantity for lithium‐ion battery pack in electric vehicles | |
| CN113794254B (zh) | 一种热管理策略配置方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| CN110764004A (zh) | 电池包热仿真的分析方法 | |
| CN112834933A (zh) | 一种电池模组热性能检测方法及装置 | |
| Lin et al. | Active equalization control strategy of Li‐ion battery based on state of charge estimation of an electrochemical‐thermal coupling model | |
| CN110614936A (zh) | 一种电池组的远程在线均衡方法及装置 | |
| Kazhamiaka et al. | Simple spec-based modeling of lithium-ion batteries | |
| Li et al. | A study on performance characterization considering six-degree-of-freedom vibration stress and aging stress for electric vehicle battery under driving conditions | |
| CN113779794B (zh) | 计及微观约束的锂离子电池sop估计方法及系统 | |
| CN106707216A (zh) | 一种配电自动化终端用电池管理的测试系统 | |
| Garg et al. | Elevated temperature for life extension of lithium ion power cells | |
| CN113190981B (zh) | 一种大功率系统集成方法 | |
| CN105449312B (zh) | 一种用于锂离子电池的加热控制电路 | |
| Bašić et al. | Dynamic Equivalent Circuit Models of Lead-Acid Batteries–A Performance Comparison | |
| Zhu et al. | Analysis of the structure arrangement on the thermal characteristics of Li‐ion battery pack in thermoelectric generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20211117 Address after: 570100 room a-1413, floor 14, building a, Empire State Building, No. 16-2, Guomao Road, Longhua District, Haikou City, Hainan Province Applicant after: Haikou anbor Energy Technology Development Co.,Ltd. Address before: 232000 room 65-2-7, Qianfeng new village, Guoqing Road, tianjia'an District, Huainan City, Anhui Province Applicant before: Liu Di |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |