等效电路电池

电阻电容器（RC）电路电池

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动力总成块/能量存储和辅助驱动/网络电池

描述

当等效电路电池块实现电阻电容器（RC）电路电池，可以使用等效电路建模（ECM）参数化。为了模拟充电状态（SOC）和终端电压，块使用负载电流和内核温度。

当等效电路电池块使用参数查找表计算网络电池的组合电压。表是SOC和电池温度的功能。你可以使用估计等效电路电池块帮助创建查找表。

具体来说，这等效电路电池块实现这些参数作为SOC和电池温度的函数的查找表：

串联电阻，R._O.=ƒ（SOC.那T.）
电池开路电压，E._m=ƒ（SOC.那T.）
电池容量，C._b=ƒ（T.）
网络电阻，R._N=ƒ（SOC.那T.）
网络电容，C._N=ƒ（SOC.那T.）

为了计算电池网络的组合电压，块使用这些方程。

$\begin{array}{l} {V.}_{T.} = {E.}_{m} - 我_{B. A. T. T.} {R.}_{O.} - {σ.}_{1}^{N} {V.}_{N} \\ {V.}_{N} = \int_{0.}^{T.} [\frac{我_{B. A. T. T.}}{{C.}_{N}} - \frac{{V.}_{N}}{{R.}_{N} {C.}_{N}}] D. T. \\ S. O. C. = \frac{- 1}{{C.}_{B. A. T. T.}} \int_{0.}^{T.} 我_{B. A. T. T.} D. T. \\ 我_{B. A. T. T.} = \frac{我_{我 N}}{{N.}_{P.}} \\ {V.}_{O. 你 T.} = {N.}_{S.} {V.}_{T.} \\ {P.}_{B. A. T. T. L. O. S. S.} = 我_{B. A. T. T.}^{2} {R.}_{0.} + {σ.}_{1}^{N} \frac{{V.}_{N}^{2}}{{R.}_{N}} \\ L. {D.}_{A. m P. H. R.} = \int_{0.}^{T.} 我_{B. A. T. T.} D. T. \end{array}$

正电流表示电池放电。负电流表示电池充电。

电力会计

对于电源计费，块实现这些方程。

总线信号描述方程式

总线信号	描述	方程式
`pwrinfo.`	`pwrtrnsfrd.`- 在块之间传输的功率正信号表示流入块负信号表示块的流量	`Pwrldbatt.`	电池网络电力	$\begin{array}{l} {V.}_{B. A. T. T.} = {V.}_{O. 你 T.} 或者 \frac{{V.}_{O. 你 T.}}{τ. S. + 1} \\ {P.}_{B. A. T. T.} = - {V.}_{B. A. T. T.} 我_{B. A. T. T.} \\ {P.}_{L. D. B. A. T. T.} = - {P.}_{B. A. T. T.} \end{array}$
`pwrnottrnsfrd.`- 交叉过块边界，但未转移正信号表示输入负信号表示损失	`Pwrlossbatt.`	电池网络电源损耗	${P.}_{L. O. S. S. B. A. T. T.} = - （我_{B. A. T. T.}^{2} {R.}_{0.} + {σ.}_{1}^{N} \frac{{V.}_{N}^{2}}{{R.}_{N}} ）$
`pwrstored.`- 存储的能量变化率正信号表示增加负信号表示减少	`PwrstoredBatt.`	电池网络储能	${P.}_{S. T. O. R. E. D. B. A. T. T.} = {P.}_{B. A. T. T.} + {P.}_{L. O. S. S. B. A. T. T.}$

pwrinfo.

pwrtrnsfrd.- 在块之间传输的功率

正信号表示流入块
负信号表示块的流量

Pwrldbatt.

电池网络电力

$\begin{array}{l} {V.}_{B. A. T. T.} = {V.}_{O. 你 T.} 或者 \frac{{V.}_{O. 你 T.}}{τ. S. + 1} \\ {P.}_{B. A. T. T.} = - {V.}_{B. A. T. T.} 我_{B. A. T. T.} \\ {P.}_{L. D. B. A. T. T.} = - {P.}_{B. A. T. T.} \end{array}$

pwrnottrnsfrd.- 交叉过块边界，但未转移

正信号表示输入
负信号表示损失

Pwrlossbatt.

电池网络电源损耗

${P.}_{L. O. S. S. B. A. T. T.} = - （我_{B. A. T. T.}^{2} {R.}_{0.} + {σ.}_{1}^{N} \frac{{V.}_{N}^{2}}{{R.}_{N}} ）$

pwrstored.- 存储的能量变化率

正信号表示增加
负信号表示减少

PwrstoredBatt.

电池网络储能

${P.}_{S. T. O. R. E. D. B. A. T. T.} = {P.}_{B. A. T. T.} + {P.}_{L. O. S. S. B. A. T. T.}$

方程式使用这些变量。

SOC.	责任
E._m	电池开路电压
我_b	每个模块电池电流
我_in.	从电池网络流动的组合电流
R._O.	系列抵抗
N._P.	数字并行分支
N._P.	串联RC对的数量
V._出那V._T.	电池网络的组合电压
V._N	电压`N`-th RC对
R._N	阻力`N`-th RC对
C._N	电容`N`-th RC对
C._b	电池容量
P._b	电池电量
P._亏本栏	电池网络功率损耗的负面
P._Battloss.	电池网络电源损耗
P._储存浴	电池网络储能
P._LdBatt	电池网络电力
T.	电池温度

港口

输入

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`CapInit`- 电池容量
`标量子`

额定电池容量在标称温度下，帽子_b，啊啊。

依赖性

要创建此端口，请选择外部输入为初始电池容量参数。

`Battcurr.`- 电池网络电流
`标量子`

从电池网络流动的组合电流，我_in.，在A.

`Batttemp.`- 电池温度
`标量子`

电池温度，T.，在K.

输出

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`信息`- 总线信号
公共汽车

包含这些块计算的总线信号。

信号			描述	变量	单位
`Battcurr.`			从电池网络流动的组合电流	我_b	A.
`班菲尔`			电池能量	LD._amphr.	一个* H.
`Battsoc.`			充电能力	SOC.	NA.
`贝达`			电池网络的组合电压	V._出	V.
`Battpwr.`			电池电量	P._b	W.
`pwrinfo.`	`pwrtrnsfrd.`	`Pwrldbatt.`	电池网络电力	P._LdBatt	W.
	`pwrnottrnsfrd.`	`Pwrlossbatt.`	电池网络电源损耗	P._亏本栏	W.
	`pwrstored.`	`PwrstoredBatt.`	电池网络储能	P._储存浴	W.

`贝达`- 电池输出电压
`标量子`

电池网络的组合电压，V._出，在V.

参数

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块选项

`初始电池容量`- 输入或参数
`参数`（默认）|`外部输入`

初始电池容量，帽子_b，啊啊。

依赖性

块参数初始电池容量选项	创造
`外部输入`	输入端口`CapInit`
`参数`	参数初始电池容量，Battcapinit

`输出电池电压`- 未过滤或过滤
`unf`（默认）|`过滤`

选择过滤将一阶滤波器应用于输出击打电压。

依赖性

设置输出电池电压参数到过滤创建这些参数：

输出电池电压时间常数，TC
输出电池电压初值，Vinit

核心电池

`系列RC对的数量`- RC对
`1`（默认）|`2`|`3.`|`4.`|`5.`

系列RC对的数量。对于锂，通常为1或2。

`开路电压EM表数据，EM`- 电压表
`[3.5042 3.5136;3.5573 3.5646;3.6009 3.6153;3.6393 3.6565;3.6742 3.6889;3.7121 3.7214;3.7937 3.8078;3.8753 3.8945;3.97 3.9859;4.0764 4.0821; 4.1924 4.193]`（默认）|`阵列`

开路电压表，E._m，在V.在SOC和电池温度的功能中。

`系列电阻表数据，R0`- 抵抗
`阵列`

系列电阻表，R._O.，欧姆。SOC和电池温度的功能。

`充电状态断点，SOC_BP`- Soc断点
`[0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1]`（默认）|`矢量图`

充电状态（SoC）断点，无量纲。

`温度断裂点，温度_BP`- 电池
`[293.15 313.15]`（默认）|`矢量图`

电池温度断点，K。

`电池容量表，Battcap`- 能力
`[28]`（默认）|`阵列`

电池容量，C._b，啊啊。电池温度的功能。

`初始电池容量，Battcapinit`- 能力
`28.`（默认）|`标量子`

初始电池容量，帽子_b，啊啊。

依赖性

块参数初始电池容量选项	创造
`外部输入`	输入端口`CapInit`
`参数`	参数初始电池容量，Battcapinit

`初始电容电压，初始电压`- 电压
`0.`（默认）|`阵列`

初始电容器电压，在V的V. view的尺寸必须等于系列RC对的数量。

`输出电池电压时间常数，TC`- 过滤时间常数
`1/1000`（默认）|`标量子`

输出电池电压时间常数，T._C.在s。用于一阶电压滤波器。

依赖性

设置输出电池电压参数到过滤创建这些参数：

输出电池电压时间常数，TC
输出电池电压初值，Vinit

`输出电池电压初值，Vinit`- 过滤初始电压
`4.193`（默认）|`标量子`

输出电池电压初始值，V._初学者，在V.中使用在一阶电压滤波器中。

依赖性

设置输出电池电压参数到过滤创建这些参数：

输出电池电压时间常数，TC
输出电池电压初值，Vinit

R和C表数据

`网络电阻表数据，RN`- 查找表
`[0.010342 0.0012244;0.0067316 0.0011396;0.0051156 0.0012661;0.0043447 0.0012265;0.0038826 0.0011163;0.0034226 0.0009968;0.003346 0.0011458;0.0033222 0.001345;0.0033201 0.0013091;0.0032886 0.0010986; 0.0028114 0.0010309]`（默认）|`阵列`

网络电阻表数据N-th RC对，欧姆，作为SoC和电池温度的函数。

`网络电容表数据，CN`- 查找表
`[2287.7 11897;6122 24515;18460 42098;20975 44453;15254 33098;10440 24492;13903 32975;16694 40007;15784 35937;12165 26430; 9118 24795]`（默认）|`阵列`

网络电容表数据N-th RC对，在F中，作为SOC和电池温度的函数。

细胞限制

`上积分器电压限制，VU`- 最大值
`-inf.`（默认）|`标量子`

上电压限制，在V.中

`较低积分电压限制，VL`- 最短
`-inf.`（默认）|`标量子`

较低的电压限制，在V.

模型例子

EV参考应用程序

使用电动发电机，电池，直接驱动传输和相关动力总成控制算法模拟EV模型。使用用于动力总成匹配分析和组件选择，控制和诊断算法设计，以及环路内（HIL）测试。

参考文献

[1]艾哈迈德，R.，J.Gazzarri，R.·贾克基，S. Onori，S. Habibi等。“用于电动汽车应用健康和老化锂离子电池的模型参数识别。”SAE国际替代电力杂志。DOI：10.4271 / 2015-01-0252,4（2）：2015。

[2] Gazzarri，J.，N.Shivastava，R. Jackey和C. Borghesani。“电池组建模，模拟和部署在多核实时目标上。”SAE国际航空航天杂志。DOI：10.4271 / 2014-01-2217,7（2）：2014。

[3] Huria，T.，M.Ceraolo，J.Gazzarri和R. Jackey。“具有热依赖性的高保真电模型，具有高功率锂电池电池的表征和仿真。”IEEE.^®国际电动汽车会议。2012年3月，第1-8页。

[4] Huria，T.，M.Ceraolo，J.Gazzarri和R. Jackey。“简化扩展卡尔曼滤波器观察商业电力导向LFP锂电池单元的SOC估计。”SAE技术论文2013-01-1544。DOI：10.4271 / 2013-01-1544,2013。

[5] Jackey，R。“用于电气系统组件选择的简单，有效的铅酸蓄电池建模过程”。SAE技术论文2007-01-0778。DOI：10.4271 / 2007-01-0778,2007。

[6]贾克基，R.，G.Plett和M. Klein。“使用数值优化方法的电池仿真模型的参数化。”SAE技术论文2009-01-1381。DOI：10.4271 / 2009-01-1381,2009。

[7] Jackey，R.，M. saginaw，T. Huria，M.Ceraolo，P. Sanghvi和J. Gazzarri。“使用分层技术的电池模型参数估计：使用锂铁磷酸锂细胞的示例。”SAE技术论文2013-01-1547。沃兰德，帕：SAE International，2013。

扩展能力

C / C ++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。金宝app

另请参阅

数据表电池|估计等效电路电池

主题

在R2017A介绍

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等效电路电池

描述

电力会计

港口

输入

CapInit- 电池容量标量子

依赖性

Battcurr.- 电池网络电流标量子

Batttemp.- 电池温度标量子

输出

信息- 总线信号公共汽车

贝达- 电池输出电压标量子

参数

初始电池容量- 输入或参数参数（默认）|外部输入

依赖性

输出电池电压- 未过滤或过滤unf（默认）|过滤

依赖性

系列RC对的数量- RC对1（默认）|2|3.|4.|5.

开路电压EM表数据，EM- 电压表[3.5042 3.5136;3.5573 3.5646;3.6009 3.6153;3.6393 3.6565;3.6742 3.6889;3.7121 3.7214;3.7937 3.8078;3.8753 3.8945;3.97 3.9859;4.0764 4.0821; 4.1924 4.193]（默认）|阵列

系列电阻表数据，R0- 抵抗阵列

充电状态断点，SOC_BP- Soc断点[0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1]（默认）|矢量图

温度断裂点，温度_BP- 电池[293.15 313.15]（默认）|矢量图

电池容量表，Battcap- 能力[28]（默认）|阵列

初始电池容量，Battcapinit- 能力28.（默认）|标量子

依赖性

初始电容电压，初始电压- 电压0.（默认）|阵列

输出电池电压时间常数，TC- 过滤时间常数1/1000（默认）|标量子

依赖性

输出电池电压初值，Vinit- 过滤初始电压4.193（默认）|标量子

依赖性

网络电阻表数据，RN- 查找表[0.010342 0.0012244;0.0067316 0.0011396;0.0051156 0.0012661;0.0043447 0.0012265;0.0038826 0.0011163;0.0034226 0.0009968;0.003346 0.0011458;0.0033222 0.001345;0.0033201 0.0013091;0.0032886 0.0010986; 0.0028114 0.0010309]（默认）|阵列

网络电容表数据，CN- 查找表[2287.7 11897;6122 24515;18460 42098;20975 44453;15254 33098;10440 24492;13903 32975;16694 40007;15784 35937;12165 26430; 9118 24795]（默认）|阵列

上积分器电压限制，VU- 最大值-inf.（默认）|标量子

较低积分电压限制，VL- 最短-inf.（默认）|标量子

模型例子

EV参考应用程序

参考文献

扩展能力

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主题

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`CapInit`- 电池容量
`标量子`

`Battcurr.`- 电池网络电流
`标量子`

`Batttemp.`- 电池温度
`标量子`

`信息`- 总线信号
公共汽车

`贝达`- 电池输出电压
`标量子`

`初始电池容量`- 输入或参数
`参数`（默认）|`外部输入`

`输出电池电压`- 未过滤或过滤
`unf`（默认）|`过滤`

`系列RC对的数量`- RC对
`1`（默认）|`2`|`3.`|`4.`|`5.`

`开路电压EM表数据，EM`- 电压表
`[3.5042 3.5136;3.5573 3.5646;3.6009 3.6153;3.6393 3.6565;3.6742 3.6889;3.7121 3.7214;3.7937 3.8078;3.8753 3.8945;3.97 3.9859;4.0764 4.0821; 4.1924 4.193]`（默认）|`阵列`

`系列电阻表数据，R0`- 抵抗
`阵列`

`充电状态断点，SOC_BP`- Soc断点
`[0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1]`（默认）|`矢量图`

`温度断裂点，温度_BP`- 电池
`[293.15 313.15]`（默认）|`矢量图`

`电池容量表，Battcap`- 能力
`[28]`（默认）|`阵列`

`初始电池容量，Battcapinit`- 能力
`28.`（默认）|`标量子`

`初始电容电压，初始电压`- 电压
`0.`（默认）|`阵列`

`输出电池电压时间常数，TC`- 过滤时间常数
`1/1000`（默认）|`标量子`

`输出电池电压初值，Vinit`- 过滤初始电压
`4.193`（默认）|`标量子`

`网络电阻表数据，RN`- 查找表
`[0.010342 0.0012244;0.0067316 0.0011396;0.0051156 0.0012661;0.0043447 0.0012265;0.0038826 0.0011163;0.0034226 0.0009968;0.003346 0.0011458;0.0033222 0.001345;0.0033201 0.0013091;0.0032886 0.0010986; 0.0028114 0.0010309]`（默认）|`阵列`

`网络电容表数据，CN`- 查找表
`[2287.7 11897;6122 24515;18460 42098;20975 44453;15254 33098;10440 24492;13903 32975;16694 40007;15784 35937;12165 26430; 9118 24795]`（默认）|`阵列`

`上积分器电压限制，VU`- 最大值
`-inf.`（默认）|`标量子`

`较低积分电压限制，VL`- 最短
`-inf.`（默认）|`标量子`

C / C ++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。金宝app