Батарея

Реализуйте типичную модель батареи

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Электроприводы / Дополнительные Источники

Описание

Блок Battery реализует типичную динамическую модель, параметризованную, чтобы представлять большинство популярных типов аккумуляторов.

Эти данные показывают эквивалентную схему батареи что модели блока.

Для свинцово-кислотного типа батареи модель использует эти уравнения:

Модель выброса (i*> 0)

$f_{1} (i t, i *, i, E x p) = E_{0} - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i * - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i t + {Лаплас}^{- 1} (\frac{E x p (s)}{S e l (s)} \cdot 0)$
Модель заряда (i* <0)

$f_{2} (i t, i *, i, E x p) = E_{0} - K \cdot \frac{Q}{i t + 0.1 \cdot Q} \cdot i * - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i t + {Лаплас}^{- 1} (\frac{E x p (s)}{S e l (s)} \cdot \frac{1}{s})$

Для типа литий-ионного аккумулятора модель использует эти уравнения:

Модель выброса (i*> 0)

$f_{1} (i t, i *, i) = E_{0} - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i * - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i t + A \cdot \exp (- B \cdot i t)$
Модель заряда (i* <0)

$f_{2} (i t, i *, i) = E_{0} - K \cdot \frac{Q}{i t + 0.1 \cdot Q} \cdot i * - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i t + A \cdot \exp (- B \cdot i t)$

Для кадмия никеля и типов батареи металлического гидрида никеля, модель использует эти уравнения:

Модель выброса (i*> 0)

$f_{1} (i t, i *, i, E x p) = E_{0} - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i * - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i t + {Лаплас}^{- 1} (\frac{E x p (s)}{S e l (s)} \cdot 0)$
Модель заряда (i* <0)

$f_{2} (i t, i *, i, E x p) = E_{0} - K \cdot \frac{Q}{| i t | + 0.1 \cdot Q} \cdot i * - K \cdot \frac{Q}{Q - i t} \cdot i t + {Лаплас}^{- 1} (\frac{E x p (s)}{S e l (s)} \cdot \frac{1}{s}) .$

В уравнениях:
- _EBatt является нелинейным напряжением, в V.
- E ₀ является постоянным напряжением, в V.
- Exp(s) является экспоненциальной зональной динамикой, в V.
- Sel(s) представляет режим работы от аккумулятора. Sel(s) = 0 во время выброса батареи, Sel(s) = 1 во время зарядки аккумулятора.
- K является постоянной поляризацией, в V/Ah или сопротивлении поляризации, в Омах.
- i* является низкой частотой текущая динамика в A.
- i является текущей батареей в A.
- it является извлеченной способностью в А-ч.
- Q является максимальной мощностью батареи в А-ч.
- A является экспоненциальным напряжением, в V.
- B является экспоненциальной способностью в ^Ah−1.

Заряжайте и разрядите характеристики

Параметры эквивалентной схемы могут быть изменены, чтобы представлять конкретный тип батареи, на основе его характеристик выброса. Типичная кривая выброса состоит из трех разделов.

Первый раздел представляет экспоненциальное падение напряжения, когда батарея заряжена. Ширина отбрасывания зависит от типа батареи. Второй раздел представляет заряд, который может быть извлечен от батареи до падений напряжения ниже напряжения номинала батареи. Наконец, третий раздел представляет общий выброс батареи, когда падения напряжения быстро.

Когда текущая батарея отрицательна, батарея перезаряжает, после зарядной характеристики.

Параметры модели выведены от характеристик выброса и приняты, чтобы быть тем же самым для зарядки.

Exp (s) передаточная функция представляет гистерезисное явление для свинцово-кислотного, кадмия никеля (NiCD) и металлический никелем гидрид (NiMH) батареи во время циклов выброса и заряда. Экспоненциальное напряжение увеличивается, когда батарея заряжается, независимо от состояния заряда батареи. Когда батарея разряжается, экспоненциальное напряжение сразу уменьшается.

Температурный эффект

Для типа литий-ионного аккумулятора влияние температуры на параметрах модели представлено этими уравнениями.

Модель выброса (i*> 0)

$f_{1} (i t, i *, i, T, T_{a}) = E_{0} (T) - K (T) \cdot \frac{Q (T_{a})}{Q (T_{a}) - i t} \cdot (i * + i t) + A \cdot \exp (- B \cdot i t) - C \cdot i t$

$V_{b a t t} (T) = f_{1} (i t, i *, i, T, T_{a}) - R (T) \cdot i$
Модель заряда (i* <0)

$f_{1} (i t, i *, i, T, T_{a}) = E_{0} (T) - K (T) \cdot \frac{Q (T_{a})}{i t + 0.1 \cdot Q (T_{a})} \cdot i * - K (T) \cdot \frac{Q (T_{a})}{Q (T_{a}) - i t} \cdot i t + A \cdot \exp (- B \cdot i t) - C \cdot i t$

$V_{b a t t} (T) = f_{1} (i t, i *, i, T, T_{a}) - R (T) \cdot i,$

с

$E_{0} (T) = E_{0} |_{T_{r e f}} + \frac{\partial E}{\partial T} (T - T_{r e f})$

$K (T) = K |_{T_{r e f}} \cdot \exp (α (\frac{1}{T} - \frac{1}{T_{r e f}}))$

$Q (T_{a}) = Q |_{T_{a}} + \frac{Δ Q}{Δ T} \cdot (T_{a} - T_{r e f})$

$R (T) = R |_{T_{r e f}} \cdot \exp (β (\frac{1}{T} - \frac{1}{T_{r e f}})),$

где:
- _Tref является номинальной температурой окружающей среды в K.
- T является ячейкой или внутренней температурой в K.
- _Ta является температурой окружающей среды в K.
- E/T является обратимым коэффициентом температуры напряжения в V/K.
- α константа скорости Аррениуса для сопротивления поляризации.
- β константа скорости Аррениуса для внутреннего сопротивления.
- ΔQ/ΔT является максимальным полным коэффициентом температуры в Ah/K.
- C является номинальным наклоном кривой выброса в V/Ah. Для литий-ионных аккумуляторов с менее явными кривыми выброса (такими как литиевые железные батареи фосфата), обнуляется этот параметр.
Ячейка или внутренняя температура, T, в любой момент времени, t, выражаются как:

$T (t) = L^{- 1} (\frac{P_{l o s s} R_{t h} + T_{a}}{1 + s \cdot t_{c}}),$

где:
- _Rth является тепловым сопротивлением, ячейкой к окружающей среде (°C/W).
- _tc является тепловой временной константой, ячейкой к окружающей среде (среде).
- _Ploss является полным теплом, сгенерировал (W) во время процесса заряда/выброса и дан
  
  $P_{l o s s} = (E_{0} (T) - V_{b a t t} (T)) \cdot i + \frac{\partial E}{\partial T} \cdot i \cdot T .$

Стареющий эффект

Для типа литий-ионного аккумулятора влияние старения (из-за циклического повторения) на мощности батареи и внутреннем сопротивлении представлено этими уравнениями:

$Q (n) = {\begin{cases} Q_{B O L} - ε (n) \cdot (Q_{B O L} - Q_{E O L}) \begin{matrix} i f & k / 2 \neq 0 \end{matrix} \\ Q (n - 1) \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \end{matrix} & o t h e r w i s e \end{matrix} \end{cases}$

$R (n) = {\begin{cases} R_{B O L} + ε (n) \cdot (R_{E O L} - R_{B O L}) \begin{matrix} i f & k / 2 \neq 0 \end{matrix} \\ R (n - 1) \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \end{matrix} & o t h e r w i s e \end{matrix} \end{cases},$

$n = k T_{h} \begin{matrix} (k = 1, 2, 3, ... \infty) \end{matrix}$

где:

_Th является длительностью полупериода в s. Полный цикл получен, когда батарея разряжена и заряжена или с другой стороны.
_QBOL является способностью максимума батареи в А-ч, в начале жизни (BOL), номинальной температуры окружающей среды.
_QEOL является способностью максимума батареи в А-ч в конце жизни (EOL), номинальная температура окружающей среды.
_RBOL является батареей внутреннее сопротивление в Омах в BOL, номинальной температуре окружающей среды.
_REOL является батареей внутреннее сопротивление в Омах в EOL, номинальной температуре окружающей среды.
ε фактор старения батареи. Фактор старения равен нулю и единица в BOL и EOL, соответственно.

Фактор старения батареи, ξ, выражается как

$ε (n) = {\begin{cases} ε (n - 1) + \frac{0.5}{N (n - 1)} (2 - \frac{D O D (n - 2) + D O D (n)}{D O D (n - 1)}) \begin{matrix} i f & k / 2 \neq 0 \end{matrix} \\ ε (n - 1) \begin{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \end{matrix} & o t h e r w i s e \end{matrix} \end{cases},$

где:

DOD является глубиной выброса батареи (%) после длительности полупериода.
N является максимальным количеством циклов и дан
$N (n) = H {(\frac{D O D (n)}{100})}^{- ξ} \cdot \exp (- ψ (\frac{1}{T_{r e f}} - \frac{1}{T_{a} (n)})) \cdot {(I_{d i s_a v e} (n))}^{- γ_{1}} \cdot {(I_{c h_a v e} (n))}^{- γ_{2}},$
где:
- H является номером цикла, постоянным (циклы).
- ξ фактор экспоненты для DOD.
- ψ константа скорости Аррениуса для номера цикла.
- _{Idis_ave} является средним выбросом, текущим в во время половины длительности цикла.
- _{Ich_ave} является средним зарядом, текущим в во время половины длительности цикла.
- γ ₁ является фактором экспоненты для текущего выброса.
- γ ₂ является фактором экспоненты для текущего заряда.

Вкладка параметров

Type

Обеспечивает набор предопределенных взимают поведение за четыре типа батареи:

Lead-Acid
Lithium-Ion (значение по умолчанию)
Nickel-Cadmium
Nickel-Metal-Hydride

Simulate temperature effects

Когда вы выбираете этот параметр, вкладка Temperature становится видимой и отображает тепловые параметры модели. Входной порт Ta становится видимым, чтобы предоставить температуру окружающей среды. Параметр Simulate temperature effects доступен, только если параметр Type устанавливается на Lithium-Ion. Значение по умолчанию очищено.

Simulate aging effects

Выбор этот параметр, чтобы включить вкладку Aging, становится видимым, и отобразите стареющие параметры модели. Чтобы включить параметр Simulate aging effects, установите параметр Type на Lithium-Ion. Значение по умолчанию очищено.

Use a preset battery

Параметр содержит список 10 предопределенных температурных параметров типичных литий-ионных аккумуляторов. Значением по умолчанию является no. Параметры во вкладке Temperature не доступны, когда предварительная установка выбрана. Параметр Use a preset battery доступен, только если параметр Type устанавливается на Lithium-Ion, и Simulate temperature effects выбран.

Nominal voltage (V)

Номинальное напряжение, Vnom, батареи в V. Номинальное напряжение представляет конец линейной зоны характеристик выброса. Значением по умолчанию является 7.2.

Rated capacity (Ah)

Номинальная мощность, Qrated, батареи в А-ч. Номинальная мощность является минимальной плановой мощностью батареи. Значением по умолчанию является 5.4.

Initial state-of-charge (%)

Начальное состояние заряда (SOC) батареи. SOC 100% указывает, что полностью заряженная батарея и 0% указывает на пустую батарею. Этот параметр используется в качестве начального условия для симуляции и не влияет на кривую выброса (когда Характеристики Выброса Графика опции используются). Значением по умолчанию является 100.

Battery response time (s)

Время отклика батареи (в 95% окончательного значения). Значением по умолчанию является 30. Это значение представляет динамику напряжения и может наблюдаться, когда текущий шаг применяется.

Этот пример использует время отклика батареи в 30 с.

Разрядите вкладку

Determined from the nominal parameters of the battery

Загрузите соответствующие параметры в записях диалогового окна, в зависимости от выбранного Type, Nominal voltage и Rated capacity.

Когда предварительно установленная модель используется, подробные параметры не могут быть изменены. Если вы хотите изменить кривую выброса, выберите желаемый тип батареи, чтобы загрузить параметры по умолчанию, и затем снять флажок Determined from the nominal parameters of the battery, чтобы получить доступ к подробным параметрам. Значение по умолчанию выбрано.

Maximum capacity (Ah)

Максимальная теоретическая способность, Q, когда разрыв происходит в напряжении батареи в А-ч. Это значение обычно равно 105% номинальной мощности. Значением по умолчанию является 5.4.

Cut-off voltage (V)

Минимальное допустимое напряжение батареи в V. Это напряжение представляет конец характеристик выброса. При напряжении сокращения полностью разряжена батарея. Значением по умолчанию является 5.4.

Fully charged voltage (V)

Полностью заряженное напряжение, Vfull, для данного текущего выброса. Полностью заряженное напряжение не является напряжением без загрузок. Значением по умолчанию является 8.3807.

Nominal discharge current (A)

Номинальный текущий выброс, для которого кривая выброса была измерена в A. Например, типичный выброс, текущий для батареи NiMH на 1,5 А-ч, составляет 20% номинальной мощности: (0.2 * 1,5 А-ч / 1 h = 0,3 А). Значением по умолчанию является 2.3478.

Internal resistance (Ohms)

Внутреннее сопротивление батареи в Омах. Когда предварительно установленная модель используется, типичное значение загружается, соответствуя 1% номинальной степени (номинальное напряжение, умноженное на номинальную мощность батареи). Сопротивление, как предполагается, является постоянным во время заряда и циклов выброса и не меняется в зависимости от амплитуды тока. Значением по умолчанию является 0.013333.

Capacity (Ah) at nominal voltage

Способность, Qnom, извлеченный от батареи до падений напряжения под номинальным напряжением. Это значение должно быть между Qexp и Qmax. Значением по умолчанию является 4.8835.

Exponential zone [Voltage (V), Capacity (Ah)]

Напряжение, Vexp, и способность, Qexp, соответствующий в конец экспоненциальной зоны. Напряжение должно быть между Vnom и Vfull. Способность должна быть между 0 и Qnom. Значением по умолчанию является [7.7788 0.2653].

Discharge current [i1, i2, i3,...] (A)

Позволяет задавать различные значения текущего выброса. Характеристики выброса для этих токов представлены во второй части графика. Значением по умолчанию является [6.5 13 32.5].

Units

Выберите Time (значение по умолчанию) или Ampere-hour как ось X для графика.

Plot

Строит фигуру, содержащую два графика. Первый график представляет номинальную кривую выброса (при Номинальном Текущем Выбросе), и второй график представляет кривые выброса в заданных токах выброса.

Температурная вкладка

Чтобы включить эту вкладку, установите параметр Type на Lithium-Ion и выберите Simulate temperature effect.

Initial cell temperature (deg. C)

Первичная клетка или внутренняя температура батареи, в °C. Значением по умолчанию является 20.

Nominal ambient temperature T1 (deg. C)

Температура окружающей среды, в °C, при номинальном условии операции. Это принято, что все параметры, обеспеченные во вкладке Parameters, получены при этой температуре окружающей среды. Значением по умолчанию является 20.

Second ambient temperature T2 (deg. C)

Температура окружающей среды, в °C, во вторых условиях работы, предпочтительно ниже номинальной температуры окружающей среды. Значением по умолчанию является -30.

Maximum capacity (Ah)

Максимальная мощность батареи, в А-ч, при второй температуре окружающей среды. Значением по умолчанию является 4.8.

Initial discharge voltage (V)

Начальное напряжение выброса при второй температуре окружающей среды, в V, когда текущий выброс применяется. Значением по умолчанию является 7.1.

Voltage at 90% maximum capacity (V)

Напряжение выброса, в V, когда 90% максимальной способности используются при второй температуре окружающей среды. Значением по умолчанию является 5.655.

Exponential zone [Voltage (V), Capacity (Ah)]

Напряжение выброса, в вольтах и способности, в А-ч, соответствующем в конец экспоненциальной зоны, при второй температуре окружающей среды. Значением по умолчанию является [6.58 1].

Thermal resistance, cell-to-ambient (deg. C/W)

Общее тепловое сопротивление, в °C/W, между ячейкой и окружающими точками измерения. Это принято, температура ячейки эквивалентна средней внутренней температуре батареи. Значением по умолчанию является 0.6.

Thermal time constant, cell-to-ambient (s)

Температурное постоянное время отклика, в секундах, между ячейкой и окружающими точками измерения. Можно получить это значение из переходного процесса температуры окружающей среды, в то время как батарея находится в нерабочем режиме. Значением по умолчанию является 2000.

Heat loss difference [charge vs. discharge] (W)

Различие в потерях мощности между зарядом и выбросом в W, когда батарея заряжена и разряжена в том же Ящике и температуре окружающей среды. Значением по умолчанию является 0.

Определите различие в потерях мощности (ΔP) использование следующего выражения:

$Δ P = \frac{t_{c} (θ_{2} - θ_{1})}{R_{t h}}$

где _θ1 и _θ2 являются скоростями изменения батареи внутренняя температура (°C/s) во время выброса и заряда, соответственно.

Стареющая вкладка

Чтобы включить эту вкладку, установите параметр Type на Lithium-Ion и выберите Simulate aging effect.

Initial battery age (Equivalent full cycles): Возраст батареи или эквивалентные полные циклы в начале симуляции. Полный цикл задан как полный выброс и заряд к 100% DOD, и 100%-е SOC, соответственно, при номинальной температуре окружающей среды и номинале разряжаются и заряжаются текущий. Значением по умолчанию является 0.
Aging model sampling time (s): Шаг времени симуляции стареющей модели, в s. Значением по умолчанию является 1e6.
Ambient temperature Ta1 (deg. C): Первая температура окружающей среды во время стареющего теста производительности, в °C. Значением по умолчанию является 25.
Capacity at EOL (End of Life) (Ah): Максимальная способность в EOL при температуре окружающей среды Ta1, в А-ч. Значением по умолчанию является 5.4*0.9.
Internal resistance at EOL (Ohms): Внутреннее сопротивление в EOL при температуре окружающей среды Ta1, в Омах. Значением по умолчанию является 0.013333*1.2.
Charge current (nominal, maximum) [Ic (A), Icmax (A)]: Номинальный и максимальный заряд, текущий в A. Значением по умолчанию является [2.3478, 3].
Discharge current (nominal, maximum) [Id (A), Idmax (A)]: Номинальный и максимальный выброс, текущий в A. Значением по умолчанию является [2.3478, 10].
Cycle life at 100 % DOD, Ic and Id (Cycles): Количество циклов в 100% DOD, символической платы и выброса текущая, первая температура окружающей среды. Значением по умолчанию является 1500.
Cycle life at 25 % DOD, Ic and Id (Cycles): Количество циклов в 25% DOD, символической платы и выброса текущая, первая температура окружающей среды. Значением по умолчанию является 10500.
Cycle life at 100 % DOD, Ic and Idmax (Cycles): Количество циклов в 100% DOD, символическая плата текущий, максимальный выброс текущая, первая температура окружающей среды. Значением по умолчанию является 1000.
Cycle life at 100 % DOD, Icmax and Id (Cycles): Количество циклов в 100% DOD, максимальный заряд текущий, номинальный выброс текущая, первая температура окружающей среды. Значением по умолчанию является 1400.
Ambient temperature Ta2 (deg. C): Вторая температура окружающей среды, в °C, во время стареющего теста производительности. Значением по умолчанию является 45.
Cycle life at 100 % DOD, Ic and Id (Cycles): Количество циклов в 100% DOD, символической платы и выброса текущая, вторая температура окружающей среды. Значением по умолчанию является 950.

Извлеките параметры батареи из таблиц данных

Эти данные показывают подробные параметры, извлеченные из таблицы данных батареи Panasonic NiMH-HHR650D.

Из таблиц спецификации получите номинальную мощность и внутреннее сопротивление. Другие подробные параметры выведены из Типичного графика Характеристик Выброса.

Параметр	Значение
Номинальная мощность	6.5 А-ч
Внутреннее сопротивление	2 mΩ
Номинальное напряжение ^(a)	1,18 В
Номинальная мощность	6.5 А-ч
Максимальная способность ^(b)	7 А-ч (5,38 ч * 1.3 А)
Полностью заряженное напряжение ^(c)	1,39 В
Номинальный выброс, текущий ^(d)	1.3 A
Способность номинальное напряжение ^(a)	6,25 А-ч
Экспоненциальное напряжение ^(e)	1,28 В
Экспоненциальная способность ^(e)	1.3 А-ч

Эти параметры являются аппроксимированными и зависят от точности точек, полученных из кривой выброса. Можно использовать инструмент под названием ScanIt (обеспеченный amsterCHEM, https://www.amsterchem.com), чтобы извлечь значения от кривых таблицы данных.

Кривые выброса, которые вы получаете с этими параметрами, отмеченными пунктирными линиями в следующих графиках, подобны кривым таблицы данных.

Чтобы представлять температурные эффекты литий-ионного (Литий-ионного) типа батареи, дополнительная кривая выброса при температуре окружающей среды, отличающейся от номинальной температуры, требуется наряду с тепловыми параметрами ответа. Дополнительные кривые выброса обычно не обеспечиваются на таблице данных и могут потребовать, чтобы были получены простые эксперименты. Следующие примеры показывают параметры, извлеченные от A123 Li-iron-phosphate ANR26650M1 и Окиси кобальта лития Panasonic таблицы данных батареи CGR 18 650 акрофутов.

Спецификации таблицы данных A123 ANR26650M1 включают необходимые точки кривой выброса, наряду с другими обязательными параметрами.

Из таблицы данных эти параметры выведены для Литий-ионной температурно-зависимой модели батареи A123.

Параметр	Значение
Номинальное напряжение (c)	3,22 В
Номинальная мощность	2.3 А-ч
Максимальная способность (d)	2.3 А-ч
Полностью заряженное напряжение (a)	3.7 V
Номинальный текущий выброс	2.3 A
Внутреннее сопротивление	10 м Ω
Способность при номинальном напряжении (c)	2,07 А-ч
Экспоненциальная зона (b)	[3,4 В, 0,23 А-ч]
Номинальная температура окружающей среды	25 °C
Вторая температура окружающей среды	0 °C
Максимальная способность в 0 °C (h)	2,208 А-ч
Начальное напряжение выброса в 0 °C (e)	3,45 В
Напряжение на 90%-й максимальной способности в 0 °C (g)	2.8 V
Экспоненциальная зона в 0 °C (f)	[3,22 В, 0,23 А-ч]
Тепловое сопротивление, ячейка к окружающей среде (оценивается)	0.6
Тепловая временная константа, ячейка к окружающей среде (оценивается)	1000

В фигуре пунктирные линии показывают кривые выбросов, полученные из симуляции при различной температуре окружающей среды. Производительность модели очень близко к результатам таблицы данных.

Тот же подход для экстракции параметра применяется к Panasonic Литий-ионный CGR18650AF с этими спецификациями.

Эти параметры извлечены для модели батареи.

Параметр	Значение
Номинальное напряжение (c)	3.3 V
Номинальная мощность	2,05 А-ч
Максимальная способность (d)	2 А-ч
Полностью заряженное напряжение (a)	4.2 V
Номинальный текущий выброс	1.95 A
Внутреннее сопротивление (оценивается)	16,5 м Ω
Способность при номинальном напряжении (c)	1,81 А-ч
Экспоненциальная зона (b)	3,71 В, 0,6 А-ч
Номинальная температура окружающей среды	25 °C
Вторая температура окружающей среды	0 °C
Максимальная способность в 0 °C (h)	1,78 А-ч
Начальное напряжение выброса в 0 °C (e)	4 В
Напряжение на 90%-й максимальной способности в 0 °C (g)	3,11 В
Экспоненциальная зона в 0 °C (f)	3.8 V, 0,2 А-ч
Тепловое сопротивление, ячейка к окружающей среде (оценивается)	0.06
Тепловая временная константа, ячейка к окружающей среде (оценивается)	1000

Данные показывают хорошее соответствие между моделируемыми кривыми выброса (пунктирная линия) и кривые таблицы данных. Точность модели зависит от того, насколько точный выбранные точки от кривых выброса таблицы данных.

Ячейки последовательно и/или параллельно

Чтобы смоделировать ряд и/или параллельную комбинацию ячеек на основе параметров отдельной ячейки, преобразование параметра, показанное в следующей таблице, может использоваться. Переменная Nb_ser соответствует количеству ячеек последовательно, и Nb_par соответствует количеству ячеек параллельно.

Параметр	Значение
Номинальное напряжение	1.18 * Nb_ser
Номинальная мощность	6.5 * Nb_par
Максимальная способность	7 * Nb_par
Полностью заряженное напряжение	1.39 * Nb_ser
Номинальный текущий выброс	1.3 * Nb_par
Внутреннее сопротивление	0.002 * Nb_ser/Nb_par
Способность при номинальном напряжении	6.25 * Nb_par
Экспоненциальная зона	1.28 * Nb_ser, 1.3 * Nb_par

Блокируйте вводы и выводы

m

Вывод Simulink^® блока является вектором, содержащим семь сигналов. Можно демультиплексировать эти сигналы при помощи блока Селектора Шины, обеспеченного в Библиотеке Simulink.

Сигнал	Определение	Модули
Температура окружающей среды	Температура окружающей среды (доступный только, когда температурные эффекты включен),	°C
Температура ячейки	Ячейка или внутренняя температура (доступный только, когда температурные эффекты включен),	°C
SOC	Состояние заряда батареи (между 0 и 100%). SOC для полностью заряженной батареи составляет 100%, и для пустой батареи 0%. SOC вычисляется как: $S O C = 100 (1 - \frac{1}{Q} \int_{0}^{t} i (t) d t) .$	%
Текущий	Текущая батарея	A
Напряжение	Напряжение батареи	V
Возраст	Возраст батареи (доступный только, когда стареющие эффекты включены),	Эквивалентные полные циклы
Максимальная способность	Способность максимума батареи (доступный только, когда стареющие эффекты включены),	А-ч

Ta

Входной порт, чтобы предоставить температуру окружающей среды к модели. Чтобы включить этот порт, установите параметр Type на Lithium-Ion и выберите Simulate temperature effects.

Проверка допустимости модели

Экспериментальная валидация модели, показанной максимальную погрешность 5% (когда SOC между 10% и 100%) для заряда (текущий от 0 до 2 C) и выброс (текущий от 0 до 5 C) динамика.

Образцовые предположения

Внутреннее сопротивление принято постоянное во время заряда и циклов выброса и не меняется в зависимости от амплитуды тока.
Параметры модели выведены от характеристик выброса и приняты, чтобы быть тем же самым для зарядки.
Мощность батареи не изменяется с амплитудой текущих (Никакой эффект Peukert).
Саморазряд батареи не представлен. Это может быть представлено путем добавления большого сопротивления параллельно с клеммами батареи.
Батарея не имеет никакого эффекта памяти.

Ограничения

Минимальное напряжение батареи без загрузок составляет 0 В, и максимальное напряжение батареи равно 2 × _E0.
Минимальная мощность батареи составляет 0 А-ч, и максимальной способностью является Qmax.

Примеры

Пример power_battery иллюстрирует 200 В, батарея NiMH на 6,5 А-ч, соединенная с постоянной загрузкой 50 А.

Ссылки

[1] Омар Н., М. А. Монем, И. Фируз, Дж. Сэлминен, Дж. Смекенс, О. Хегэзи, Х. Голус, Г. Малдер, П. Ван ден Босш, Т. Куземэнс и Дж. ван Мирло. “Железо Lithium основанная на фосфате батарея — Оценка стареющих параметров и разработка жизненной модели цикла”. Прикладная энергия, Издание 113, январь 2014, стр 1575–1585.

[2] Видел, L.H., К. Сомэсандарам, Y. Вы и A.A.O. Тей, “Электротермический анализ батареи Фосфата Железа Lithium для электромобилей”. Журнал Источников питания. Издание 249, стр 231–238.

[3] Tremblay, O., лос-анджелесский Dessaint, "Экспериментальная валидация динамической модели батареи для приложений EV". Мировой журнал электромобиля. Издание 3, 13-16 мая 2009.

[4] Чжу, C., Кс. Ли, L. Песня и Л. Сян, “Разработка теоретически основанной тепловой модели для пакета литий-ионного аккумулятора”. Журнал Источников питания. Издание 223, стр 155–164.

Документация