Datasheet Battery

Литий-ионный, литий-полимерный или свинцово-кислотный аккумулятор

Библиотека:
Блок-набор силовых агрегатов/Устройство хранения энергии и вспомогательный привод/Батарея с таблицей данных

Описание

Блок Datasheet Battery реализует литий-ионную, литий-полимерную или свинцово-кислотную батарею, которую можно параметризовать, используя данные производителя. Чтобы создать параметры разомкнутого напряжения и внутреннего сопротивления, которые вам нужны для блока, используйте характеристики разряда производителя по данным о температуре. Для получения примера смотрите Сгенерировать данные параметра для блока батареи таблицы данных.

Чтобы определить выходное напряжение батареи, блок использует интерполяционные таблицы для напряжения разомкнутой схемы батареи и внутреннего сопротивления. Интерполяционные таблицы являются функциями состояния заряда (SOC) и температуры батареи, характеризующими эффективность батареи в различных рабочих точках:

$\begin{array}{l} E_{m} = f (S O C) \\ R_{i n t} = f (T, S O C) \end{array}$

Чтобы вычислить напряжение, блок реализует эти уравнения.

$\begin{array}{l} V_{T} = E_{m} + I_{b a t t} R_{i n t} \\ I_{b a t t} = \frac{I_{i n}}{N_{p}} \\ V_{o u t} = {\begin{matrix} N_{s} V_{T} нефильтрованный \\ \frac{V_{o u t}}{τ s + 1} фильтрованный \end{matrix} \\ S O C = \frac{1}{C a p_{b a t t}} \int_{0}^{t} I_{b a t t} d t \\ L d_{A m p H r} = \int_{0}^{t} I_{b a t t} d t \end{array}$

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

Учет степени

Для учета степени, блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины Описание Уравнения

Сигнал шины	Описание	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` - Степень между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают на выход из блока	`PwrLdBatt`	Сетевые степени аккумуляторов	$\begin{array}{l} V_{b a t t} = V_{o u t} ИЛИ \frac{V_{o u t}}{τ s + 1} \\ P_{b a t t} = - V_{b a t t} I_{b a t t} \\ P_{L d B a t t} = - P_{b a t t} \end{array}$
`PwrNotTrnsfrd` - Степень через контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrLossBatt`	Степень в сети аккумуляторов	$P_{L o s s B a t t} = - N_{p} N_{s} I_{b a t t}^{2} R_{i n t}$
`PwrStored` - Сохраненная скорость изменения энергии Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	`PwrStoredBatt`	Степень сети аккумуляторов сохранена	$P_{S t o r e d B a t t} = P_{B a t t} + P_{L o s s B a t t}$

PwrInfo

PwrTrnsfrd - Степень между блоками

Положительные сигналы указывают на поток в блок
Отрицательные сигналы указывают на выход из блока

PwrLdBatt

Сетевые степени аккумуляторов

$\begin{array}{l} V_{b a t t} = V_{o u t} ИЛИ \frac{V_{o u t}}{τ s + 1} \\ P_{b a t t} = - V_{b a t t} I_{b a t t} \\ P_{L d B a t t} = - P_{b a t t} \end{array}$

PwrNotTrnsfrd - Степень через контур блока, но не переданный

Положительные сигналы указывают на вход
Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrLossBatt

Степень в сети аккумуляторов

$P_{L o s s B a t t} = - N_{p} N_{s} I_{b a t t}^{2} R_{i n t}$

PwrStored - Сохраненная скорость изменения энергии

Положительные сигналы указывают на увеличение
Отрицательные сигналы указывают на уменьшение

PwrStoredBatt

Степень сети аккумуляторов сохранена

$P_{S t o r e d B a t t} = P_{B a t t} + P_{L o s s B a t t}$

В уравнениях используются эти переменные.

SOC	Состояние оплаты
_Em	Напряжение разомкнутой батареи
_Ibatt	Ток батареи на модуль
_PLdBatt	Сетевые степени аккумуляторов
_Pbatt	Степень батареи
_PLossBatt	Степень в сети аккумуляторов
_PStoredBatt	Степень сети аккумуляторов сохранена
_Iin	Комбинированный ток, вытекающий из сети аккумуляторов
_Rint	Внутреннее сопротивление батареи
_Ns	Количество камер в рядах
_Np	Количество камер параллельно
_Vout, _Vbatt	Комбинированное напряжение аккумуляторной сети
_VT	Напряжение батареи на модуль
_Capbatt	Емкость батареи
_LdAmpHr	Энергия батареи

Порты

Исходные данные

расширить все

`CapInit` - Емкость батареи
`scalar`

Номинальная емкость батареи при номинальной температуре, _Capbatt, в Ач.

Зависимости

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

`BattCurr` - Ток нагрузки батареи
`scalar`

Комбинированный ток, вытекающий из сети аккумуляторов, _Iin, в А.

`BattTemp` - Температура батареи
`scalar`

Температура, измеренная в корпусе батареи, T, в К.

Выход

расширить все

`Info` - Сигнал шины
автобус

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блоков.

Сигнал			Описание	Переменная	Модули
`BattCurr`			Комбинированный ток, вытекающий из сети аккумуляторов	_Ibatt	A
`BattAmpHr`			Энергия батареи	_LdAmpHr	A * h
`BattSoc`			Грузоподъемность	SOC	НА
`BattVolt`			Комбинированное напряжение аккумуляторной сети	_Vout	V
`BattPwr`			Сетевые степени аккумуляторов	_Pbatt	W
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrLdBatt`	Сетевые степени аккумуляторов	_PLdBatt	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrLossBatt`	Степень в сети аккумуляторов	_PLossBatt	W
	`PwrStored`	`PwrStoredBatt`	Степень сети аккумуляторов сохранена	_PStoredBatt	W

`BattVolt` - Выходное напряжение батареи
`scalar`

Комбинированное напряжение сети аккумуляторов, _Vout, в В.

Параметры

расширить все

Опции блока

`Initial battery capacity` - Вход или параметр
`Parameter` (по умолчанию) | `External Input`

Начальная емкость батареи, _Capbatt, в А ч.

Зависимости

Параметры блоков блока	Создает
`External Input`	Input port `CapInit`
`Parameter`	Параметрический Initial battery capacity, BattCapInit

`Output battery voltage` - Нефильтрованный или фильтр
`Unfiltered` (по умолчанию) | `Filtered`

Выберите Filtered для применения фильтра первого порядка к выходу напряжению бэттера.

Зависимости

Установка Output battery voltage параметра на Filtered создает следующие параметры:

Output battery voltage time constant, Tc
Output battery voltage initial value, Vinit

`Rated capacity at nominal temperature, BattChargeMax` - Константа
`100` (по умолчанию) | `scalar`

Номинальная емкость батареи при номинальной температуре, в Ач.

`Open circuit voltage table data, Em` - 1-D интерполяционную таблицу
`1`-by- `P` матрица

Кривая данных о напряжении в разомкнутой схеме, _Em, как функция разрядной емкости для P рабочих точек, в В.

`Open circuit voltage breakpoints 1, CapLUTBp` - Точки останова
`1`-by- `P` матрица

Прерывистые точки пропускной способности для P рабочие точки, безразмерные.

Хотя этот параметр совпадает с параметром Battery capacity breakpoints 2, CapSOCBp, блок использует уникальные параметры для гибкости калибровки.

`Internal resistance table data, RInt` - двумерную интерполяционную таблицу
`N`-by- `M` матрица

Карта внутреннего сопротивления, _Rint, как функция N температуры и M SOC, в омах.

`Battery temperature breakpoints 1, BattTempBp` - Точки останова
`[243.1 253.1 263.1 273.1 283.1 298.1 313.1]` (по умолчанию) | `1`-by- `N` матрица

Точки прерывания температуры батареи для N температуры, в К.

`Battery capacity breakpoints 2, CapSOCBp` - Точки останова
`[0 0.2 0.4 0.6 0.8 1]` (по умолчанию) | `1`-by- `M` матрица

Точки останова емкости батареи для M SOC, безразмерные.

Хотя этот параметр совпадает с параметром Open circuit voltage breakpoints 1, CapLUTBp, блок использует уникальные параметры для гибкости калибровки.

`Number of cells in series, Ns` - Целое число
`1` (по умолчанию) | `scalar`

Количество камер в рядах, без размерности, _Ns.

`Number of cells in parallel, Np` - Целое число
`1` (по умолчанию) | `scalar`

Количество камер параллельно, без размеров, _Np.

`Initial battery capacity, BattCapInit` - Емкость
`100` (по умолчанию) | `scalar`

Начальная емкость батареи, _Capbatt, в А ч.

Зависимости

Параметры блоков блока	Создает
`External Input`	Input port `CapInit`
`Parameter`	Параметрический Initial battery capacity, BattCapInit

`Output battery voltage time constant, Tc` - Постоянная времени фильтрации
`1/1000` (по умолчанию) | `scalar`

Выходная постоянная напряжения батареи, _Tc, в с. Используется в фильтре напряжения первого порядка.

Зависимости

Установка Output battery voltage параметра на Filtered создает следующие параметры:

Output battery voltage time constant, Tc
Output battery voltage initial value, Vinit

`Output battery voltage initial value` - Начальное напряжение фильтра
`4.221` (по умолчанию) | `scalar`

Начальное значение напряжения выходной батареи, _Vinit, в В. Используется в фильтре напряжения первого порядка.

Зависимости

Установка Output battery voltage параметра на Filtered создает следующие параметры:

Output battery voltage time constant, Tc
Output battery voltage initial value, Vinit

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).

Ссылки

[1] Arrhenius, S.A. «Über Die Dissociationswärme und den Einflus, der Temperatur auf den Dissociationsgrad der Elektrolyte». Журнал физической химии. 4 (1889): 96–116.

[2] Коннорс, К. Химическая кинетика. Нью-Йорк: VCH Publishers, 1990.

[3] Цзи, Янь, Яньчэн Чжан и Чао-Ян Ван. Журнал Электрохимического общества. Том 160, Выпуск 4 (2013), A636-A649.

Документация

Datasheet Battery

Описание

Учет степени

Порты

Исходные данные

CapInit - Емкость батареи scalar

Зависимости

BattCurr - Ток нагрузки батареи scalar

BattTemp - Температура батареи scalar

Выход

Info - Сигнал шины автобус

BattVolt - Выходное напряжение батареи scalar

Параметры

Initial battery capacity - Вход или параметр Parameter (по умолчанию) | External Input

Зависимости

Output battery voltage - Нефильтрованный или фильтр Unfiltered (по умолчанию) | Filtered

Зависимости

Rated capacity at nominal temperature, BattChargeMax - Константа 100 (по умолчанию) | scalar

Open circuit voltage table data, Em - 1-D интерполяционную таблицу 1-by- P матрица

Open circuit voltage breakpoints 1, CapLUTBp - Точки останова 1-by- P матрица

Internal resistance table data, RInt - двумерную интерполяционную таблицу N-by- M матрица

Battery temperature breakpoints 1, BattTempBp - Точки останова [243.1 253.1 263.1 273.1 283.1 298.1 313.1] (по умолчанию) | 1-by- N матрица

Battery capacity breakpoints 2, CapSOCBp - Точки останова [0 0.2 0.4 0.6 0.8 1] (по умолчанию) | 1-by- M матрица

Number of cells in series, Ns - Целое число 1 (по умолчанию) | scalar

Number of cells in parallel, Np - Целое число 1 (по умолчанию) | scalar

Initial battery capacity, BattCapInit - Емкость 100 (по умолчанию) | scalar

Зависимости

Output battery voltage time constant, Tc - Постоянная времени фильтрации 1/1000 (по умолчанию) | scalar

Зависимости

Output battery voltage initial value - Начальное напряжение фильтра 4.221 (по умолчанию) | scalar

Зависимости

Примеры моделей

Пример готовых узлов EV

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

`CapInit` - Емкость батареи
`scalar`

`BattCurr` - Ток нагрузки батареи
`scalar`

`BattTemp` - Температура батареи
`scalar`

`Info` - Сигнал шины
автобус

`BattVolt` - Выходное напряжение батареи
`scalar`

`Initial battery capacity` - Вход или параметр
`Parameter` (по умолчанию) | `External Input`

`Output battery voltage` - Нефильтрованный или фильтр
`Unfiltered` (по умолчанию) | `Filtered`

`Rated capacity at nominal temperature, BattChargeMax` - Константа
`100` (по умолчанию) | `scalar`

`Open circuit voltage table data, Em` - 1-D интерполяционную таблицу
`1`-by- `P` матрица

`Open circuit voltage breakpoints 1, CapLUTBp` - Точки останова
`1`-by- `P` матрица

`Internal resistance table data, RInt` - двумерную интерполяционную таблицу
`N`-by- `M` матрица

`Battery temperature breakpoints 1, BattTempBp` - Точки останова
`[243.1 253.1 263.1 273.1 283.1 298.1 313.1]` (по умолчанию) | `1`-by- `N` матрица

`Battery capacity breakpoints 2, CapSOCBp` - Точки останова
`[0 0.2 0.4 0.6 0.8 1]` (по умолчанию) | `1`-by- `M` матрица

`Number of cells in series, Ns` - Целое число
`1` (по умолчанию) | `scalar`

`Number of cells in parallel, Np` - Целое число
`1` (по умолчанию) | `scalar`

`Initial battery capacity, BattCapInit` - Емкость
`100` (по умолчанию) | `scalar`

`Output battery voltage time constant, Tc` - Постоянная времени фильтрации
`1/1000` (по умолчанию) | `scalar`

`Output battery voltage initial value` - Начальное напряжение фильтра
`4.221` (по умолчанию) | `scalar`

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