Equivalent Circuit Battery

Батарея схемы конденсатора резистора (RC)

  • Библиотека:
  • Powertrain Blockset / Аккумулирование энергии и Вспомогательный Диск / Сетевая Батарея

Описание

Блок Equivalent Circuit Battery реализует батарею схемы конденсатора резистора (RC), что можно параметризовать моделирование эквивалентной схемы (ECM) использования. Чтобы симулировать состояние заряда (SOC) и терминальное напряжение, использование блока загружает текущую и внутреннюю базовую температуру.

Блок Equivalent Circuit Battery вычисляет объединенное напряжение сетевой батареи с помощью интерполяционных таблиц параметра. Таблицы являются функциями температуры батареи и SOC. Можно использовать блок Estimation Equivalent Circuit Battery, чтобы помочь создать интерполяционные таблицы.

А именно, блок Equivalent Circuit Battery реализует эти параметры как интерполяционные таблицы, которые являются функциями температуры батареи и SOC:

  • Серийное сопротивление, Ro = ƒ (SOC, T)

  • Напряжение разомкнутой цепи батареи, Em = ƒ (SOC, T)

  • Мощность батареи, Cbatt = ƒ (T)

  • Сетевое сопротивление, Rn = ƒ (SOC, T)

  • Сетевая емкость, Cn = ƒ (SOC, T)

Чтобы вычислить объединенное напряжение сети батареи, блок использует эти уравнения.

VT=EmIbattRo1nVnVn=0t[IbattCnVnRnCn]dtSOC=1Cbatt0tIbattdtIbatt=IinNpVout=NsVTPBattLoss=Ibatt2R0+1nVn2RnLdAmpHr=0tIbattdt

Положительный ток указывает на выброс батареи. Отрицательный ток указывает на заряд батареи.

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины ОписаниеУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd — Степень передается между блоками

  • Положительные сигналы указывают на поток в блок

  • Отрицательные сигналы указывают, вытекают из блока

PwrLdBatt

Степень сети Battery

Vbatt=Vout   ИЛИ  Voutτs+1Pbatt=VbattIbattPLdBatt= Pbatt

PwrNotTrnsfrd — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrLossBatt

Потери мощности сети Battery

PLossBatt=(Ibatt2R0+1nVn2Rn)

PwrStored — Сохраненный тариф на энергоносители изменения

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на уменьшение

PwrStoredBatt

Степень сети Battery сохранена

PStoredBatt=PBatt+PLossBatt

Уравнения используют эти переменные.

SOC

Состояние заряда

Em

Напряжение разомкнутой цепи батареи

Ibatt

На текущую батарею модуля

Iin

Объединенное текущее течение из сети батареи

Ro

Серийное сопротивление

Np

Ветви параллели номера

Np

Количество пар RC последовательно

Vout, VT

Объединенное напряжение сети батареи

Vn

Напряжение для n- пара RC th

Rn

Сопротивление для n- пара RC th

Cn

Емкость для n- пара RC th

Cbatt

Мощность батареи

Pbatt

Питание от батареи

PLossBatt

Отрицательный из потерь мощности сети батареи

PBattLoss

Потери мощности сети Battery

PStoredBatt

Степень сети Battery сохранена

PLdBatt

Степень сети Battery

T

Температура батареи

Порты

Входные параметры

развернуть все

Расчетная мощность батареи при номинальной температуре, Capbatt, в А-ч.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите External Input для параметра Initial battery capacity.

Объединенное текущее течение из сети батареи, Iin, в A.

Температура батареи, T, в K.

Вывод

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блока.

СигналОписаниеПеременнаяМодули

BattCurr

Объединенное текущее течение из сети батареи

Ibatt

A

BattAmpHr

Энергия батареи

LdAmpHr

A*h

BattSoc

Способность состояния заряда

SOC

Нет данных

BattVolt

Объединенное напряжение сети батареи

VoutV

BattPwr

Питание от батареи

Pbatt

W

PwrInfo

PwrTrnsfrd

PwrLdBatt

Степень сети Battery

PLdBatt

W

PwrNotTrnsfrd

PwrLossBatt

Потери мощности сети Battery

PLossBatt

W

PwrStored

PwrStoredBatt

Степень сети Battery сохранена

PStoredBatt

W

Объединенное напряжение сети батареи, Vout, в V.

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

Начальная мощность батареи, Capbatt, в А-ч.

Зависимости

Параметры блоков опция Initial battery capacity

Создает

External Input

Input port CapInit
ParameterПараметр Initial battery capacity, BattCapInit

Выберите Filtered чтобы применить фильтр первого порядка к выходу разбивают напряжение.

Зависимости

Установка параметра Output battery voltage на Filtered создает эти параметры:

  • Output battery voltage time constant, Tc

  • Output battery voltage initial value, Vinit

Базовая батарея

Количество пар серии RC. Для лития, обычно 1 или 2.

Таблица напряжения разомкнутой цепи, Em, в V. Функция SOC и температуры батареи.

Серийная таблица сопротивления, Ro, в Омах. Функция SOC и температуры батареи.

Точки останова состояния заряда (SOC), безразмерные.

Точки останова температуры батареи, K.

Мощность батареи, Cbatt, в А-ч. Функция температуры батареи.

Начальное конденсаторное напряжение, в V. Размерность вектора должна равняться the Number of series RC pairs.

Начальная мощность батареи, Capbatt, в А-ч.

Зависимости

Параметры блоков опция Initial battery capacity

Создает

External Input

Input port CapInit
ParameterПараметр Initial battery capacity, BattCapInit

Выведите постоянную времени напряжения батареи, Tc, в s. Используемый в фильтре напряжения первого порядка.

Зависимости

Установка параметра Output battery voltage на Filtered создает эти параметры:

  • Output battery voltage time constant, Tc

  • Output battery voltage initial value, Vinit

Выведите начальное значение напряжения батареи, Vinit, в V. Используемый в фильтре напряжения первого порядка.

Зависимости

Установка параметра Output battery voltage на Filtered создает эти параметры:

  • Output battery voltage time constant, Tc

  • Output battery voltage initial value, Vinit

R и табличные данные C

Сетевые табличные данные о сопротивлении для n- пара RC th, в Омах, как функция SOC и температуры батареи.

Сетевые табличные данные о емкости для n- пара RC th, в F, как функция SOC и температуры батареи.

Пределы ячейки

Верхний предел напряжения, в V.

Более низкий предел напряжения, в V.

Ссылки

[1] Ахмед, R., Й. Гаццарри, Р. Джеки, С. Онори, С. Хэбиби, и др. "Основанная на модели Идентификация Параметра Здоровых и В возрасте литий-ионных аккумуляторов для Приложений Электромобиля". Международный журнал SAE Альтернативных Трансмиссий. doi:10.4271/2015-01-0252, 4 (2):2015.

[2] Gazzarri, J., Н. Шривэстэва, Р. Джеки и К. Боргезэни. "Моделирование Блока батарей, Симуляция и Развертывание на Многоядерной системе реального времени". Международный журнал SAE Космоса. doi:10.4271/2014-01-2217, 7 (2):2014.

[3] Huria, T., М. Серэоло, Й. Гаццарри и Р. Джеки. "Высокое качество электрическая модель с тепловой зависимостью для характеристики и симуляции мощных литиевых элементов батареи". Конференция IEEE® International Electric Vehicle. Март 2012, стр 1–8.

[4] Huria, T., М. Серэоло, Й. Гаццарри и Р. Джеки. "Упрощенный Расширенный Наблюдатель Фильтра Калмана для Оценки SOC Коммерческих Ориентированных на степень Элементов батареи Lithium LFP". Технический документ 2013-01-1544 SAE. doi:10.4271/2013-01-1544, 2013.

[5] Джеки, R. "Простой, Эффективный Свинцово-кислотный Процесс Моделирования Батареи для Выбора Компонента Электрической системы". Технический документ 2007-01-0778 SAE. doi:10.4271/2007-01-0778, 2007.

[6] Джеки, R., Г. Плетт и М. Клейн. "Параметризация Имитационной модели Батареи Используя Числовые Методы Оптимизации". Технический документ 2009-01-1381 SAE. doi:10.4271/2009-01-1381, 2009.

[7] Джеки, R. M. Сагино, Т. Хурия, М. Серэоло, П. Сэнгви и Й. Гаццарри. "Оценка Параметра модели батареи Используя Многоуровневый Метод: Пример Используя Ячейку Фосфата Железа Lithium". Технический документ 2013-01-1547 SAE. Варрендэйл, PA: SAE International, 2013.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введенный в R2017a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте