(Основанная на таблице) батарея
Сведенная в таблицу модель батареи
Описание
Блок Battery (Table-Based) представляет высокочастотную модель батареи. Блок вычисляет напряжение без загрузок как функцию уровня заряда и температуры с помощью интерполяционных таблиц и включает несколько опций моделирования:
Саморазряд
Батарея исчезает
Заряжайте динамику
График показывает батарею, производительность которой меняется в зависимости от изменений температуры и состояния заряда, как обычно найдено на таблице данных.
Используйте этот блок, чтобы параметризовать батареи с комплексным поведением напряжения без загрузок от таблиц данных или результатов эксперимента. Для более простого представления батареи смотрите блок Battery.
Блок Battery (Table-Based) имеет четыре варианта моделирования, доступные путем щелчка правой кнопкой по блоку по блок-схеме и затем выбора подходящего варианта из контекстного меню, под > :
— Базовая модель, которая не выводит уровень заряда батареи и моделирует при фиксированной температуре. Этот вариант моделирования является значением по умолчанию.
— Модель с представленным тепловым портом. Эта модель не выводит внутренний уровень заряда батареи.
— Модель с представленным выходным портом заряда. Эта модель использует фиксированную температуру в течение симуляции.
— Модель, которая позволяет вам вывести внутренний уровень заряда батареи. И тепловой порт и выходной порт заряда представлены.
Оснащенные варианты имеют дополнительный порт физического сигнала, который выводит внутреннее состояние заряда. Используйте эту функциональность, чтобы изменить поведение загрузки как функцию состояния заряда без сложности создания средства оценки состояния заряда.
Тепловые варианты порта представляют тепловой порт, который представляет количество тепла батареи.
Эквивалентная схема батареи составлена из основной модели батареи, сопротивление саморазряда RSD, модель динамики заряда и серийное сопротивление R0.
Модель батареи
Блок вычисляет напряжение без загрузок или напряжение через основную модель батареи интерполяцией:
Где:
v0 является напряжением без загрузок батареи. Задайте сетку справочных значений с помощью параметра No-load voltage, V0(SOC,T).
SOC является отношением текущего заряда к расчетной мощности батареи. Задайте точки останова SOC с помощью параметра Vector of state-of-charge values, SOC.
T является температурой батареи. Задайте точки останова T с помощью параметра Vector of temperatures, T.
Блок также моделирует серийное сопротивление R0 как функция состояния заряда и температуры. Задайте сетку справочных значений для серийного сопротивления с помощью параметра Terminal resistance, R0(SOC,T).
Моделирование саморазряда
Когда клеммы батареи являются разомкнутой цепью, для внутренних токов все еще возможно разрядить батарею. Это поведение называется саморазрядом. Чтобы включить этот эффект, установите параметр Self-discharge на Enabled.
Блок моделирует эти внутренние токи с температурно-зависимым сопротивлением RSD(T) через терминалы основной модели батареи. Можно задать справочные значения для этого сопротивления с помощью параметра Self-discharge resistance, Rleak(T).
Моделирование динамики заряда
Батареи сразу показывают большие токи зарядки/разряда после изменения в загрузке, чем они делают после длительного периода. Это изменяющееся во времени свойство является результатом динамики заряда батареи и моделируется с помощью параллельных разделов RC в эквивалентной схеме.
Можно смоделировать динамику заряда батареи с помощью параметра Charge dynamics:
No dynamics — Эквивалентная схема не содержит параллельных разделов RC. Нет никакой задержки между терминальным напряжением и внутренним заряженным напряжением батареи.
One time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит один параллельный раздел RC. Задайте временную константу с помощью параметра First time constant, tau1(SOC,T).
Two time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит два параллельных раздела RC. Задайте временные константы с помощью параметров Second time constant, tau2(SOC,T) и First time constant, tau1(SOC,T).
Three time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит три параллельных раздела RC. Задайте временные константы с помощью First time constant, tau1(SOC,T), Second time constant, tau2(SOC,T) и параметров Third time constant, tau3(SOC,T).
Four time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит четыре параллельных раздела RC. Задайте временные константы с помощью First time constant, tau1(SOC,T), Second time constant, tau2(SOC,T), Third time constant, tau3(SOC,T) и параметров Fourth time constant, tau4(SOC,T).
Five time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит пять параллельных разделов RC. Задайте временные константы с помощью First time constant, tau1(SOC,T), Second time constant, tau2(SOC,T), Third time constant, tau3(SOC,T), Fourth time constant, tau4(SOC,T) и параметров Fifth time constant, tau5(SOC,T).
Эта схема показывает эквивалентную схему для блока, сконфигурированного с двумя постоянными во времени движущими силами.
В схеме:
R1 и R2 являются параллельными сопротивлениями RC. Задайте эти значения с First polarization resistance, R1(SOC,T) и параметрами Second polarization resistance, R2(SOC,T), соответственно.
C1 и C2 являются параллельными емкостями RC. Временная константа τ для каждого параллельного раздела связывает R и значения C с помощью отношения . Задайте τ для каждого раздела с помощью First time constant, tau1(SOC,T) и параметров Second time constant, tau2(SOC,T), соответственно.
R0 является серийным сопротивлением. Задайте это значение с параметром Internal resistance, R0(SOC,T).
Моделирование батареи исчезает
Батарея исчезает, ухудшение производительности батареи по повторному заряду и циклам выброса. Напряжение без загрузок через основную модель батареи исчезает пропорционально с количеством циклов выброса n:
Где:
N является ссылочным номером циклов выброса, по которым вы задаете процентное изменение различных параметров батареи. Установите это значение с помощью параметра Number of discharge cycles, N.
δv0 является процентным изменением в напряжении без загрузок после циклов выброса N. Задайте δv0 с помощью параметра Change in no-load voltage after N discharge cycles (%).
Символическая плата, от которой вычисляется состояние заряда, исчезает с квадратным корнем из количества циклов выброса:
Где:
qnom является оценкой ампер-часа батареи. Задайте это значение с помощью параметра Ampere-hour rating, AH(T).
δAH является процентным изменением в оценке ампер-часа батареи после циклов выброса N.
Все сопротивления в модели батареи также исчезают с квадратным корнем из количества циклов выброса:
Где:
В зависимости от того, как вы сконфигурировали блок, сопротивления могут включать:
Серийное сопротивление — Задает процентное изменение по циклам N с помощью параметра Change in terminal resistance after N discharge cycles (%).
Сопротивление саморазряда — Задает процентное изменение по циклам N с помощью параметра Change in self-discharge resistance after N discharge cycles (%).
Первое сопротивление динамики заряда — Задает процентное изменение по циклам N с помощью параметра Change in first polarization resistance after N discharge cycles (%):.
Второе сопротивление динамики заряда — Задает процентное изменение по циклам N с помощью параметра Change in second polarization resistance after N discharge cycles (%).
Третье сопротивление динамики заряда — Задает процентное изменение по циклам N с помощью параметра Change in third polarization resistance after N discharge cycles (%).
Четвертое сопротивление динамики заряда — Задает процентное изменение по циклам N с помощью параметра Change in fourth polarization resistance after N discharge cycles (%).
Пятое сопротивление динамики заряда — Задает процентное изменение по циклам N с помощью параметра Change in fifth polarization resistance after N discharge cycles (%).
Моделирование термальных эффектов
Для тепловых вариантов блока температура батареи определяется от суммирования всех омических потерь, включенных в модель:
Где:
M th является количеством тепла батареи.
i соответствует i th омический фактор потерь. В зависимости от того, как вы сконфигурировали блок, потери могут включать:
Серийное сопротивление
Сопротивление саморазряда
Первый сегмент динамики заряда
Второй сегмент динамики заряда
Третий сегмент динамики заряда
Четвертый сегмент динамики заряда
Пятый сегмент динамики заряда
VT,i является падением напряжения через резистор i.
RT,i является резистором i.
Графический вывод зарядных характеристик напряжения
Быстрая функция графика позволяет вам визуализировать зарядную характеристику напряжения для значений параметра модели батареи. Чтобы построить характеристики, щелкните правой кнопкой по блоку Battery (Table-Based) по своей модели и, из контекстного меню, выберите > . Программное обеспечение автоматически вычисляет набор условий смещения, на основе значений параметров блоков, и создает окно фигуры, содержащее график напряжения без загрузок по сравнению с состоянием заряда (SOC) для блока. Для получения дополнительной информации см. График Основные Характеристики для Блоков Батареи.
Порты
Вывод
развернуть все
SOC — Уровень заряда батареи, C
физический сигнал
Порт физического сигнала, который выводит внутреннее состояние заряда. Используйте этот выходной порт, чтобы изменить поведение загрузки как функцию состояния заряда без сложности создания средства оценки состояния заряда.
Зависимости
Enabled для оснащенных вариантов блока: и .
Сохранение
развернуть все
+ — Положительный терминал
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил с батареей положительный терминал.
- — Отрицательный терминал
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил с батареей отрицательный терминал.
H Количество тепла батареи
тепловой
Тепловой порт сохранения, который представляет количество тепла батареи.
Зависимости
Enabled для тепловых вариантов блока: и .
Параметры
развернуть все
Основной
Vector of state-of-charge values, SOC — Точки останова SOC
[0, .25, .75, 1] (значение по умолчанию) | вектор
Вектор точек останова состояния заряда, задающих точки, в которых вы задаете данные о поиске. Этот вектор должен строго возрастать.
Vector of temperatures, T — точки останова T
[273.15, 298.15, 323.15]
K (значение по умолчанию) | вектор положительных чисел
Вектор температурных точек останова, задающих точки, в которых вы задаете данные о поиске. Этот вектор должен быть положительным и строго возрасти.
No-load voltage, V0(SOC,T) — интерполяционная таблица V0
[3.2, 3.1, 3.14; 3.25, 3.27, 3.3; 3.28, 3.31, 3.34; 3.33, 3.5, 3.59]
V (значение по умолчанию) | матрица неотрицательных чисел
Данные о поиске для напряжений без загрузок через основную модель батареи в заданном SOC и температурных точках останова.
Terminal resistance, R0(SOC,T) — Интерполяционная таблица R0
[.03, .015, .002; .04, .017, .008; .039, .012, .006; .027, .013, .021]
Ohm (значение по умолчанию) | матрица неотрицательных чисел
Данные о поиске для серийного сопротивления батареи в заданном SOC и температурных точках останова.
Ampere-hour rating, AH(T) — Точки останова AH
[2.9, 4.1, 4.2]
hr*A (значение по умолчанию) | вектор неотрицательных чисел
Данные о поиске для оценки ампер-часа батареи в заданных температурных точках останова. Блок вычисляет состояние заряда путем деления накопленного заряда на это значение. Блок вычисляет накопленный заряд путем интеграции текущей батареи.
Self-discharge — Выберите, смоделировать ли сопротивление саморазряда батареи
Disabled (значение по умолчанию) | Enabled
Выберите, смоделировать ли сопротивление саморазряда батареи. Блок моделирует этот эффект как резистор через терминалы основной модели батареи.
Как повышения температуры, уменьшения сопротивления саморазряда, заставляя саморазряд увеличиться. Если уменьшение в сопротивлении является слишком быстрым, тепловым беглецом батареи, и числовая нестабильность может произойти. Можно разрешить эту нестабильность, внеся любое из этих изменений:
Уменьшите тепловое сопротивление
Уменьшите градиент сопротивления саморазряда относительно температуры
Увеличьте сопротивление саморазряда
Self-discharge resistance, Rleak(T) — Сопротивление, которое представляет саморазряд батареи
[8000, 7000, 6000]
Ohm (значение по умолчанию) | вектор положительных чисел
Данные о поиске для сопротивления саморазряда батареи в заданных температурных точках останова. Это сопротивление действует через терминалы основной модели батареи.
Зависимости
Enabled, когда параметр Self-discharge устанавливается на Enabled.
Динамика
Charge dynamics — Модель динамики заряда батареи
No dynamics (значение по умолчанию) | One time-constant dynamics | Two time-constant dynamics | Three time-constant dynamics | Four time-constant dynamics | Five time-constant dynamics
Выберите, как смоделировать динамику заряда батареи. Этот параметр определяет количество параллельных разделов RC в эквивалентной схеме:
No dynamics — Эквивалентная схема не содержит параллельных разделов RC. Нет никакой задержки между терминальным напряжением и внутренним заряженным напряжением батареи.
One time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит один параллельный раздел RC. Задайте временную константу с помощью параметра First time constant, tau1(SOC,T).
Two time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит два параллельных раздела RC. Задайте временные константы с помощью параметров Second time constant, tau2(SOC,T) и First time constant, tau1(SOC,T).
Three time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит три параллельных раздела RC. Задайте временные константы с помощью First time constant, tau1(SOC,T), Second time constant, tau2(SOC,T) и параметров Third time constant, tau3(SOC,T).
Four time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит четыре параллельных раздела RC. Задайте временные константы с помощью First time constant, tau1(SOC,T), Second time constant, tau2(SOC,T), Third time constant, tau3(SOC,T) и параметров Fourth time constant, tau4(SOC,T).
Five time-constant dynamics — Эквивалентная схема содержит пять параллельных разделов RC. Задайте временные константы с помощью First time constant, tau1(SOC,T), Second time constant, tau2(SOC,T), Third time constant, tau3(SOC,T), Fourth time constant, tau4(SOC,T) и параметров Fifth time constant, tau5(SOC,T).
First polarization resistance, R1(SOC,T) — Первое сопротивление RC
[.089, .076, .01; .042, .022, .099; .019, .007, .002; .051, .043, .029]
Ohm (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для первого параллельного сопротивления RC в заданном SOC и температурных точках останова. Этот параметр, в основном, влияет на омические потери раздела RC.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на One time-constant dynamics, Two time-constant dynamics, Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
First time constant, tau1(SOC,T) — Первая временная константа RC
[44, 148, 235; 93, 110, 1000; 19, 27, 133; .5, 22, 3]
s (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для первой параллельной временной константы RC в заданном SOC и температурных точках останова.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на One time-constant dynamics, Two time-constant dynamics, Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Second polarization resistance, R2(SOC,T) — Второе сопротивление RC
[.014, .382, .407; .028, .006, .007; .014, .007, .006; .333, .956, .912]
Ohm (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для второго параллельного сопротивления RC в заданном SOC и температурных точках останова. Этот параметр, в основном, влияет на омические потери раздела RC.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Two time-constant dynamics, Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Second time constant, tau2(SOC,T) — Вторая временная константа RC
[1, 44, 5644; 11, 24, 506; 2, 14, 330; 3310, 13419, 30216]
s (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для второй параллельной временной константы RC в заданном SOC и температурных точках останова.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Two time-constant dynamics, Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Third polarization resistance, R3(SOC,T) — Третье сопротивление RC
[.014, .382, .407; .028, .006, .007; .014, .007, .006; .333, .956, .912]
Ohm (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для третьего параллельного сопротивления RC в заданном SOC и температурных точках останова. Этот параметр, в основном, влияет на омические потери раздела RC.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Third time constant, tau3(SOC,T) — Третья временная константа RC
[1, 44, 5644; 11, 24, 506; 2, 14, 330; 3310, 13419, 30216]
s (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для третьей параллельной временной константы RC в заданном SOC и температурных точках останова.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Fourth polarization resistance, R4(SOC,T) — Четвертое сопротивление RC
[.014, .382, .407; .028, .006, .007; .014, .007, .006; .333, .956, .912]
Ohm (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для четвертого параллельного сопротивления RC в заданном SOC и температурных точках останова. Этот параметр, в основном, влияет на омические потери раздела RC.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Fourth time constant, tau4(SOC,T) — Четвертая временная константа RC
[1, 44, 5644; 11, 24, 506; 2, 14, 330; 3310, 13419, 30216]
s (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для четвертой параллельной временной константы RC в заданном SOC и температурных точках останова.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Fifth polarization resistance, R5(SOC,T) — Пятое сопротивление RC
[.014, .382, .407; .028, .006, .007; .014, .007, .006; .333, .956, .912]
Ohm (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для пятого параллельного сопротивления RC в заданном SOC и температурных точках останова. Этот параметр, в основном, влияет на омические потери раздела RC.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Five time-constant dynamics.
Fifth time constant, tau5(SOC,T) — Пятая временная константа RC
[1, 44, 5644; 11, 24, 506; 2, 14, 330; 3310, 13419, 30216]
s (значение по умолчанию) | матрица положительных чисел
Данные о поиске для пятой параллельной временной константы RC в заданном SOC и температурных точках останова.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Five time-constant dynamics.
Исчезнуть
Number of discharge cycles, N — Ссылочный номер циклов для вычислений процентного изменения
100 (значение по умолчанию) | номер от 1 до Inf
Количество циклов выброса заряда, по которым происходят заданные процентные изменения.
Change in no-load voltage after N discharge cycles (%) — Процентное изменение в напряжении без загрузок после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение в напряжении без загрузок после батареи подвергается циклам выброса N.
Change in terminal resistance after N discharge cycles (%) — Процентное изменение в серийном сопротивлении после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение в серийном сопротивлении после батареи подвергается циклам выброса N.
Change in ampere-hour rating after N discharge cycles (%) — Процентное изменение в ампер-часе, оценивающем после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение в ампер-часе, оценивающем после батареи, подвергается циклам выброса N.
Change in self-discharge resistance after N discharge cycles (%) — Процентное изменение в сопротивлении саморазряда после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение в сопротивлении саморазряда после батареи подвергается циклам выброса N.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Self-discharge на Enabled.
Change in first polarization resistance after N discharge cycles (%) — Процентное изменение в первом сопротивлении RC после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение в первом сопротивлении RC после батареи подвергается циклам выброса N.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на One time-constant dynamics, Two time-constant dynamics, Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Change in second polarization resistance after N discharge cycles (%) — Процентное изменение во втором сопротивлении RC после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение во втором сопротивлении RC после батареи подвергается циклам выброса N.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Two time-constant dynamics, Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Change in third polarization resistance after N discharge cycles (%) — Процентное изменение в третьем сопротивлении RC после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение в третьем сопротивлении RC после батареи подвергается циклам выброса N.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Three time-constant dynamics, Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Change in fourth polarization resistance after N discharge cycles (%) — Процентное изменение в четвертом сопротивлении RC после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение в четвертом сопротивлении RC после батареи подвергается циклам выброса N.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Four time-constant dynamics или Five time-constant dynamics.
Change in fifth polarization resistance after N discharge cycles (%) — Процентное изменение в пятом сопротивлении RC после циклов N
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Процентное изменение в пятом сопротивлении RC после батареи подвергается циклам выброса N.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Charge dynamics на Five time-constant dynamics.
Тепловой
Simulation temperature — Температура батареи
298.15
K (значение по умолчанию) | положительное число
Температура батареи используется в интерполяционных таблицах в течение симуляции.
Зависимости
Этот раздел появляется только для блоков без представленного теплового порта. Для получения дополнительной информации смотрите Термальные эффекты Моделирования.
Thermal mass — Количество тепла сопоставлено с тепловым портом
30000
J/K (значение по умолчанию)
Количество тепла сопоставлено с тепловым портом H. Это представляет энергию, требуемую повысить температуру теплового порта одной степенью.
Зависимости
Enabled для блоков с представленным тепловым портом. Для получения дополнительной информации смотрите Термальные эффекты Моделирования.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Введенный в R2018a
