Bidirectional DC-DC

Преобразователь DC-DC, который поддерживает двунаправленное усиление и buck

Библиотека:
Блок-набор силовых агрегатов/накопитель энергии и вспомогательный привод/DC-DC

Описание

Блок Bidirectional DC-DC реализует преобразователь DC-DC, который поддерживает двунаправленное усиление и buck (нижняя) операция. Если преобразование постоянного тока в постоянное не ограничивает степень, выходное напряжение отслеживает команду напряжения. Можно задать электрические потери или измеренную эффективность.

В зависимости от строения системы аккумуляторов напряжение может быть не таким потенциальным, которое требуется компонентам электрической системы, таким как инверторы и двигатели. Можно использовать блок, чтобы поднять или отключить напряжение. Подключите блок к аккумулятору и одному из следующих блоков:

Mapped Motor
IM Controller
Interior PM Controller
Surface Mount PM Controller

Чтобы вычислить потери электроэнергии во время преобразования постоянного тока в постоянный, используйте Parameterize losses by.

Опция параметра Описание

Опция параметра	Описание
`Single efficiency measurement`	Электрические потери, рассчитанные с использованием постоянного значения для эффективности преобразования.
`Tabulated loss data`	Электрические потери, рассчитанные как функция тока нагрузки и напряжения. Таблицы данных конвертера DC-DC обычно предоставляют данные о потерях в этом формате. Когда вы используете эту опцию, предоставьте данные для всех рабочих квадрантов, в которых будет выполняться симуляция. Если вы предоставляете частичные данные, блок принимает тот же шаблон потерь для других квадрантов. Блок не экстраполирует потери, которые находятся вне области значений напряжения и тока, которые вы обеспечиваете. Блок позволяет вам учитывать фиксированные потери, которые все еще присутствуют для нулевого напряжения или тока.
`Tabulated efficiency data`	Электрические потери, рассчитанные с использованием эффективности преобразования, который является функцией тока нагрузки и напряжения. Когда вы используете эту опцию, предоставьте данные для всех рабочих квадрантов, в которых будет выполняться симуляция. Если вы предоставляете частичные данные, блок принимает тот же шаблон эффективность для других квадрантов. Блок: Принимает нулевые потери, когда напряжение или ток равны нулю. Использует линейную интерполяцию, чтобы определить потери. При более низких условиях степени для точности вычисления обеспечьте эффективность при низком напряжении и низком токе.

Single efficiency measurement

Электрические потери, рассчитанные с использованием постоянного значения для эффективности преобразования.

Tabulated loss data

Электрические потери, рассчитанные как функция тока нагрузки и напряжения. Таблицы данных конвертера DC-DC обычно предоставляют данные о потерях в этом формате. Когда вы используете эту опцию, предоставьте данные для всех рабочих квадрантов, в которых будет выполняться симуляция. Если вы предоставляете частичные данные, блок принимает тот же шаблон потерь для других квадрантов. Блок не экстраполирует потери, которые находятся вне области значений напряжения и тока, которые вы обеспечиваете. Блок позволяет вам учитывать фиксированные потери, которые все еще присутствуют для нулевого напряжения или тока.

Tabulated efficiency data

Электрические потери, рассчитанные с использованием эффективности преобразования, который является функцией тока нагрузки и напряжения. Когда вы используете эту опцию, предоставьте данные для всех рабочих квадрантов, в которых будет выполняться симуляция. Если вы предоставляете частичные данные, блок принимает тот же шаблон эффективность для других квадрантов. Блок:

Принимает нулевые потери, когда напряжение или ток равны нулю.
Использует линейную интерполяцию, чтобы определить потери. При более низких условиях степени для точности вычисления обеспечьте эффективность при низком напряжении и низком токе.

Примечание

Блок не поддерживает инверсию. Полярность входного напряжения соответствует полярности выходного напряжения.

Теория

Блок Bidirectional DC-DC использует командное напряжение и фактическое напряжение, чтобы определить, повышать или увеличивать (понижать) напряжение. Можно задать постоянную времени для характеристики напряжения.

Если	Тогда
_Voltcmd> _SrcVolt	Повышение
_Voltcmd <_SrcVolt	Доллар

Блок Bidirectional DC-DC использует основанный на постоянной времени регулятор, чтобы обеспечить фиксированное выходное напряжение, которое не зависит от тока нагрузки. Используя выход напряжение и ток, блок определяет потери преобразования DC в DC. Блок использует потери преобразования, чтобы вычислить вход ток. Блок учитывает:

Двунаправленный ток
- Источник к нагрузке - Разряд батареи
- Нагрузка на источник - Заряд батареи
Номинальные пределы степени

Блок обеспечивает управление напряжением, которое ограничено степенью на основе этих уравнений. Напряжение фиксировано. Блок не реализует падение напряжения, потому что ток нагрузки аппроксимирует преобразование DC в DC с шириной полосы, которая больше, чем потребляемый ток нагрузки.

Напряжение нагрузки преобразователя постоянного тока в постоянное	$\begin{array}{l} L d V o l t_{C m d} = \min (V o l t_{C m d}, \frac{P_{l i m i t}}{L d_{A m p}}, 0) \\ L d V o l t = L d V o l t_{C m d} \cdot \frac{1}{τ s + 1} \end{array}$
Потеря степени для одного источника эффективности для загрузки	$P w r_{L o s s} = \frac{100 - E f f}{E f f} \cdot L d_{V o l t} \cdot L d_{A m p}$
Потеря степени для одной нагрузки эффективности к источнику	$P w r_{L o s s} = \frac{100 - E f f}{E f f} \cdot \| L d_{V o l t} \cdot L d_{A m p} \|$
Потери степени для табличной эффективности	$P r w_{L o s s} = f (L d_{V o l t}, L d_{A m p})$
Ток источника от преобразователя DC-to-DC	$S r c_{A m p} = \frac{L d_{P w r} + P r w_{L o s s}}{S r c_{V o l t}}$
Источник степени от преобразователя постоянного тока в постоянный	$S r c_{P w r} = S r c_{A m p} \cdot S r c_{V o l t}$

Учет степени

Для учета степени, блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Переменная	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` - Степень между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают на выход из блока	`PwrBusSrc`	Источник степени для преобразователя постоянного тока в постоянный	_Psrc	$P_{s r c} = S r c P w r$
		`PwrBusLd`	Загрузка степени от преобразователя постоянного тока в постоянный	_Pbus	$P_{b u s} = - L d V o l t$
	`PwrNotTrnsfrd` - Степень через контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrLoss`	Степени конвертера	_Ploss	$P_{l o s s} = P w r L o s s$
	`PwrStored` - Сохраненная скорость изменения энергии Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение		Не используется

В уравнениях используются эти переменные.

_VoltCmd	Преобразователь постоянного тока в постоянного тока с выходом напряжением
_SrcVolt	Входное напряжение источника для преобразователя постоянного тока в постоянный ток
_LdAmp	Ток нагрузки преобразователя постоянного тока в постоянный
_LdVolt	Напряжение нагрузки преобразователя постоянного тока в постоянное
_SrcAmp	Ток источника от преобразователя DC-to-DC
τ	Постоянная времени преобразования
_Vinit	Начальное напряжение нагрузки преобразователя DC-DC
_Plimit	Предельная выходная степень для преобразователя DC-DC
Eff	Вход в выходную эффективность
_SrcPwr	Источник степени для преобразователя постоянного тока в постоянный
_LdPwr	Загрузка степени от преобразователя постоянного тока в постоянный
_PwrLoss	Потеря степени
_LdVoltCmd	Командное напряжение нагрузки преобразователя DC-DC перед применением постоянной времени

Порты

Исходные данные

расширить все

`VoltCmd` - Командное напряжение
`scalar`

Преобразователь постоянного тока в постоянный управляет выходным напряжением, _VoltCmd, в В.

`SrcVolt` - Входное напряжение
`scalar`

Входное напряжение источника на преобразователь постоянного тока в постоянный, _SrcVolt, в В.

`LdCurr` - Ток нагрузки
`scalar`

Ток нагрузки преобразователя постоянного тока в постоянный, _LdAmp, в А.

Выход

расширить все

`Info` - Сигнал шины
автобус

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блоков.

Сигнал			Описание	Переменная	Модули
`SrcPwr`			Источник степени для преобразователя постоянного тока в постоянный	_SrcPwr	W
`LdPwr`			Загрузка степени от преобразователя постоянного тока в постоянный	_LdPwr	W
`PwrLoss`			Потеря степени	_PwrLoss	W
`LdVoltCmd`			Командное напряжение нагрузки преобразователя DC-DC перед применением постоянной времени	_LdVoltCmd	V
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrBusSrc`	Источник степени для преобразователя постоянного тока в постоянный	_Psrc	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrBusLd`	Загрузка степени от преобразователя постоянного тока в постоянный	_Pbus	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrLoss`	Степени конвертера	_Ploss	W
	`PwrStored`	Не используется

`LdVolt` - Напряжение нагрузки
`scalar`

Напряжение нагрузки преобразователя постоянного тока в постоянный, _LdVolt, в В.

`SrcCurr` - Ток источника
`scalar`

Ток источника от преобразователя постоянного тока в постоянный, _SrcAmp, в А.

Параметры

расширить все

Электрическое управление

`Converter response time constant` - Константа
`1/1000` (по умолчанию) | `scalar`

Время отклика конвертера, τ, в с.

`Converter response initial voltage, Vinit` - Напряжение
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Начальное напряжение нагрузки преобразователя постоянного тока в постоянный, _Vinit, в В.

`Converter power limit, Plimit` - Степень
`100000` (по умолчанию) | `scalar`

Начальное напряжение нагрузки преобразователя постоянного тока в постоянный, _Plimit, в Вт.

Электрические потери

`Parameterize losses by` - Расчет потерь
`Single efficiency measurement` (по умолчанию) | `Tabulated loss data` | `Tabulated efficiency data`

В этой таблице представлены опции потерь, используемые для вычисления электрических опций.

Опция параметра Описание

Опция параметра	Описание
`Single efficiency measurement`	Электрические потери, рассчитанные с использованием постоянного значения для эффективности преобразования.
`Tabulated loss data`	Электрические потери, рассчитанные как функция тока нагрузки и напряжения. Таблицы данных конвертера DC-DC обычно предоставляют данные о потерях в этом формате. Когда вы используете эту опцию, предоставьте данные для всех рабочих квадрантов, в которых будет выполняться симуляция. Если вы предоставляете частичные данные, блок принимает тот же шаблон потерь для других квадрантов. Блок не экстраполирует потери, которые находятся вне области значений напряжения и тока, которые вы обеспечиваете. Блок позволяет вам учитывать фиксированные потери, которые все еще присутствуют для нулевого напряжения или тока.
`Tabulated efficiency data`	Электрические потери, рассчитанные с использованием эффективности преобразования, который является функцией тока нагрузки и напряжения. Когда вы используете эту опцию, предоставьте данные для всех рабочих квадрантов, в которых будет выполняться симуляция. Если вы предоставляете частичные данные, блок принимает тот же шаблон эффективность для других квадрантов. Блок: Принимает нулевые потери, когда напряжение или ток равны нулю. Использует линейную интерполяцию, чтобы определить потери. При более низких условиях степени для точности вычисления обеспечьте эффективность при низком напряжении и низком токе.

Single efficiency measurement

Tabulated loss data

Tabulated efficiency data

Принимает нулевые потери, когда напряжение или ток равны нулю.
Использует линейную интерполяцию, чтобы определить потери. При более низких условиях степени для точности вычисления обеспечьте эффективность при низком напряжении и низком токе.

`Overall DC to DC converter efficiency, eff` - Константа
`98` (по умолчанию) | `scalar`

Общая эффективность преобразования, Eff, в%.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для Parameterize losses by выберите Single efficiency measurement.

`Vector of voltages (v) for tabulated loss, v_loss_bp` - Точки останова
`[0 200 400 600 800 1000]` (по умолчанию) | `1`-by- `M` вектор

Табличные точки останова потерь для M напряжения нагрузки, в В.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для Parameterize losses by выберите Tabulated loss data.

`Vector of currents (i) for tabulated loss, i_loss_bp` - Точки останова
`[0 25 50 75 100]` (по умолчанию) | `1`-by- `N` вектор

Табличные точки останова потерь для N токи нагрузки, в А.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для Parameterize losses by выберите Tabulated loss data.

`Corresponding losses, losses_table` - двумерную интерполяционную таблицу
`N`-by- `M` матрица

Карта электрических потерь, как функция N загрузка токов и M нагрузочные напряжения, в Вт.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для Parameterize losses by выберите Tabulated loss data.

`Vector of voltages (v) for tabulated efficiency, v_eff_bp` - Точки останова
`[200 400 600 800 1000]` (по умолчанию) | `1`-by- `M` вектор

Табличные точки останова эффективности для M напряжения нагрузки, в В.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для Parameterize losses by выберите Tabulated efficiency data.

`Vector of currents (i) for tabulated efficiency, i_eff_bp` - Точки останова
`[25 50 75 100]` (по умолчанию) | `1`-by- `N` вектор

Табличные точки останова эффективности для N токи нагрузки, в А.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для Parameterize losses by выберите Tabulated efficiency data.

`Corresponding efficiency, efficiency_table` - двумерную интерполяционную таблицу
`N`-by- `M` матрица

Карта электрической эффективности, как функция N загрузка токов и M нагрузочные напряжения, в%.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для Parameterize losses by выберите Tabulated efficiency data.

Примеры моделей

Пример готовых узлов EV

Симулируйте модель EV с генератором, батареей, прямой коробкой передач и соответствующими алгоритмами управления силовым агрегатом. Используйте для анализа соответствия силового агрегата и выбора компонентов, проекта алгоритмов управления и диагностики и проверки оборудования в цикле (HIL).

Расширенные возможности

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

См. также

Equivalent Circuit Battery | Estimation Equivalent Circuit Battery

Темы

Моделирование батареи

Введенный в R2017b

Документация

Bidirectional DC-DC

Описание

Теория

Учет степени

Порты

Исходные данные

VoltCmd - Командное напряжение scalar

SrcVolt - Входное напряжение scalar

LdCurr - Ток нагрузки scalar

Выход

Info - Сигнал шины автобус

LdVolt - Напряжение нагрузки scalar

SrcCurr - Ток источника scalar

Параметры

Converter response time constant - Константа 1/1000 (по умолчанию) | scalar

Converter response initial voltage, Vinit - Напряжение 0 (по умолчанию) | scalar

Converter power limit, Plimit - Степень 100000 (по умолчанию) | scalar

Parameterize losses by - Расчет потерь Single efficiency measurement (по умолчанию) | Tabulated loss data | Tabulated efficiency data

Overall DC to DC converter efficiency, eff - Константа 98 (по умолчанию) | scalar

Зависимости

Vector of voltages (v) for tabulated loss, v_loss_bp - Точки останова [0 200 400 600 800 1000] (по умолчанию) | 1-by- M вектор

Зависимости

Vector of currents (i) for tabulated loss, i_loss_bp - Точки останова [0 25 50 75 100] (по умолчанию) | 1-by- N вектор

Зависимости

Corresponding losses, losses_table - двумерную интерполяционную таблицу N-by- M матрица

Зависимости

Vector of voltages (v) for tabulated efficiency, v_eff_bp - Точки останова [200 400 600 800 1000] (по умолчанию) | 1-by- M вектор

Зависимости

Vector of currents (i) for tabulated efficiency, i_eff_bp - Точки останова [25 50 75 100] (по умолчанию) | 1-by- N вектор

Зависимости

Corresponding efficiency, efficiency_table - двумерную интерполяционную таблицу N-by- M матрица

Зависимости

Примеры моделей

Пример готовых узлов EV

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

`VoltCmd` - Командное напряжение
`scalar`

`SrcVolt` - Входное напряжение
`scalar`

`LdCurr` - Ток нагрузки
`scalar`

`Info` - Сигнал шины
автобус

`LdVolt` - Напряжение нагрузки
`scalar`

`SrcCurr` - Ток источника
`scalar`

`Converter response time constant` - Константа
`1/1000` (по умолчанию) | `scalar`

`Converter response initial voltage, Vinit` - Напряжение
`0` (по умолчанию) | `scalar`

`Converter power limit, Plimit` - Степень
`100000` (по умолчанию) | `scalar`

`Parameterize losses by` - Расчет потерь
`Single efficiency measurement` (по умолчанию) | `Tabulated loss data` | `Tabulated efficiency data`

`Overall DC to DC converter efficiency, eff` - Константа
`98` (по умолчанию) | `scalar`

`Vector of voltages (v) for tabulated loss, v_loss_bp` - Точки останова
`[0 200 400 600 800 1000]` (по умолчанию) | `1`-by- `M` вектор

`Vector of currents (i) for tabulated loss, i_loss_bp` - Точки останова
`[0 25 50 75 100]` (по умолчанию) | `1`-by- `N` вектор

`Corresponding losses, losses_table` - двумерную интерполяционную таблицу
`N`-by- `M` матрица

`Vector of voltages (v) for tabulated efficiency, v_eff_bp` - Точки останова
`[200 400 600 800 1000]` (по умолчанию) | `1`-by- `M` вектор

`Vector of currents (i) for tabulated efficiency, i_eff_bp` - Точки останова
`[25 50 75 100]` (по умолчанию) | `1`-by- `N` вектор

`Corresponding efficiency, efficiency_table` - двумерную интерполяционную таблицу
`N`-by- `M` матрица

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