一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法技术方案

本发明专利技术涉及一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法，步骤包括：基于电、热、流多物理场耦合退化模型，通过开展电源系统流体仿真分析，计算各子系统及单体电池表面等效对流换热系数；确定电池温度、容量退化和内阻参数，通过串并联电路仿真计算各单体电池工作电流，利用产热模型计算电池产热率，并分别开展各子系统及电池单体的传热仿真，将获得的工作电流和温度作为输入，分析各子系统及电池单体的退化情况。该方法对能够在保证精度的前提下实现高效地多物理场耦合退化仿真分析与可靠性评估。化仿真分析与可靠性评估。化仿真分析与可靠性评估。

【技术实现步骤摘要】
一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法
所属

[0001]本专利技术涉及电源可靠性
，特别是一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法。

技术介绍

[0002]电源系统是由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备等和相关的配电线路组成的总体，它为各种电机提供各种高、低频交、直流电源，维护电机系统的平稳运行。其各个子系统由于环境应力的作用，在使用过程中会出现退化现象，这将直接影响到电源系统的可靠性，进而影响着系统的任务可靠性。针对电源系统开展可靠性仿真分析，能够及时发现设计中存在的可靠性薄弱环节和设计缺陷，指明潜在故障发生的位置和原因，进而指导设计改进，从根本上提高电源系统的可靠性水平，具有重要意义。
[0003]电源系统可靠性仿真分析是在设计阶段，利用CAE等计算机仿真技术和手段，对影响锂电源系统可靠性的主要环境因素(温度、电流等)进行综合分析，同时结合退化机理模型等故障物理方法对电源系统的寿命及可靠性进行评价。例如，电源系统中蓄电池组是一个复杂的电化学系统，其可靠性受电、热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法，其特征在于：包含以下步骤：步骤1：构建面向可靠性仿真分析的电源系统电、热、流多物理场耦合退化模型；步骤2：输入电源系统工作载荷；步骤3：开展电源系统流体仿真分析；步骤4：各子系统及单体电池表面等效对流换热系数计算；步骤5：输入各电池单体参数；步骤6：基于串并联电路模型仿真计算获得各单体电池工作电流；步骤7：基于电池产热模型计算各单体电池的产热率；步骤8：分别开展各子系统及电池单体热仿真分析获得各子系统及单体电池的平均温度；步骤9：重复步骤5至步骤8，直至平均温度值收敛；步骤10：开展各子系统及电池单体的退化分析。通过以上步骤，给出了一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法。2.根据权利要求1所述的一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法，其特征在于：所述步骤1中，通过测量和统计方法，对不同温度与不同退化状态下的电源系统中电池单体内阻进行测量，并获得与温度和容量退化相关的电池内阻模型参数。根据电源系统设计方案，构建3D几何模型，分析其电、热、流多物理场特征及其耦合退化机制，建立电源系统多物理场耦合退化模型，包括与温度相关的电池内阻模型、电池组串并联电路模型、电池产热模型、传热模型、流体动力学模型、与温度和电流相关的退化模型。3.根据权利要求1所述的一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法，其特征在于：所述步骤2中，确定电源系统的工作总电流与环境温度，并以此作为初始值输入模型。4.根据权利要求1所述的一种面向电源系统可靠性仿真分析的多物理场耦合退化模型降阶方法，其特征在于：所述步骤3中，基于电源系统几何模型和各子系统的排列布局，考虑到气温条件下电源系统工...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏权，任羿，杨德真，王自力，孙博，冯强，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：