在罗密欧的电源，我们设计了我们的电池组和电池技术，使我们的客户能够生产更高效的电动车辆并实现可扩展的能量存储系统。在他们选择我们的下一个产品的电池组之一之前，我们的客户需要知道包装在全系列的预期运行条件下如何，包括各种温度和充电状态。使用硬件原型评估电池组性能可能慢慢且昂贵，因此我们依靠仿真来确保我们尽量减少硬件测试。
MATLAB建模与仿真®，S金宝appimulink.®而且Simscape™比建立物理原型更快，更安全，更低昂贵。我们可以识别在不运行整个系统的情况下为特定设计工作的算法或充电方法。我们可以测试对真实电池测试的难以或危险的场景，并优化特定应用和使用配置文件的设计。模拟通常会揭示在系统级测试期间错过的错误。此外，我们的客户可以使用我们的模型来评估电动汽车或商业和住宅能量存储系统的电池组和电池管理系统（图1）。
图1所示。用于叉车的48V锂电池组。
利用参数估计描述和建模单个细胞
为了模拟电池单元，我们需要表征其性质 - 如何在各种温度和充电状态下进行多次充电 - 放电循环。我们使用热室运行广泛的测试，包括开路电压（OCV）和混合脉冲功率表征（HPPC）测试，以改变电池温度以覆盖感兴趣的操作范围。我们在每次老化里程碑后的各种州的各种州的容量和阻抗的变化 - 例如，每200个充电放电循环后。
我们将测量的数据导入MATLAB并执行参数估计以找到等效电路模型的开路电压，电阻和电容值，我们使用Simscape电压源，电阻和电容器块在Simulink中构建（图2）。金宝app
图2.使用Simscapt块开发用于参数估计的等温3-RC等效电路。EM =开路电压，R =电阻，C =电容。
参数估计涉及计算等效电路参数以将模拟结果与实验测量匹配。我们从给定的等效电路拓扑和一组初始参数猜测开始。MATLAB优化功能计算最小化仿真与实验之间的差异的参数值。在填充查找表逐列的所有感兴趣的温度下重复这些步骤。我们使用作为电池老化的数据重复参数估计，在每个年龄里程碑上为电池创建其他查找表。
作为生命开始（BOL）参数估计的结果，每个等效电路组件将具有二维查找表，其中包含表示表示充电状态的温度和行的列。图3示出了示例查找表，其中内阻R0显示为SOC和温度的函数。
图3.由参数估计产生的查找表的可视化，示出了作为充电状态和温度的函数的内阻。
要验证参数化模型，我们模拟了MATLAB的仿真结果，并将它们与电池测试结果进行比较（图4）。
图4.一天，电动车辆应用的动力驱动模拟（基于单个电池）。顶部到底部：模拟电压（红色）和测量电压（蓝色），电流和充电状态。
创建Multicell Models.
要创建完整的电池组或模块，我们将各个单元格在串行或并行串中链接，然后并行连接串或系列（图5）。
图5.从上到下：电池组型号，串联连接并联，各个单元连接串联，等效电路和示例查找表块（R0）。
我们在各个细胞之间插入对流传热块以解释热效应。在仿真期间，我们监控各个电池的温度，SOC和电压以及完整模块的温度，电压和电流。通过修改每个字符串中的字符串数或单元格数，我们可以快速评估不同的配置并识别特定应用程序的最佳配置。
我们根据我们自己的需求或客户的需求来调整模型的保真度。我们使用低保真模型为需要定制设计的新客户来生成初始设计报告，或者当现有的产品框架不可用于执行系统尺寸和初步分析时。我们使用高保真模型进行产品验证，电池平衡，开发状态估计和充电器控制算法，硬件循环测试和集成到车辆平台中。
与客户共享模型
我们的许多客户都运行自己的模拟来验证大小规模或查看特定电池组如何在其设计之一内工作。例如，开发电动汽车的公司可能希望将电池模型与车辆电机的型号集成，并为不同的驱动轮廓运行车辆级模拟。
车型，甚至驱动轮廓，通常包含专有信息，如我们自己的电池模型。为解决此问题，我们开发了Black-Box版本的电池组模型。我们生成了原始模型的代码，并根据编译的代码创建了新的Simulink模型。金宝app我们的客户可以完全控制建立初始条件，例如初始SOC，初始细胞温度，冷却剂温度和传热系数（图6）。
图6. TOP：客户电池组模型。底部：用于设置模型参数和初始条件的界面。
我们预计对安全，成本效益和可靠的电池不断增长的需求，以满足电动汽车行业的需求。通过在Matlab和Simulink中进行建模和模拟，我们可以快速探索各种单元配置金宝app，并在性能，重量，体积或散热要求方面优化系统架构。
