生成等效电路电池块的参数数据
使用MathWorks®工具，估计技术，并测量锂离子或铅酸电池的数据，您可以生成参数等效电路的电池块。的等效电路的电池block实现了具有开路电压、串联电阻和1到N RC对的电阻-电容(RC)电路电池。RC对的数目反映了电池瞬态特性的时间常数的数目。一般情况下，RC对的数目在1到5之间。
为。创建参数数据等效电路的电池块，遵循以下工作流步骤。这些步骤使用数值优化技术来确定推荐的RC对的数量，提供电池模型电路参数的初始估计，并估计参数以使模型符合实验脉冲放电数据。计算结果为该系统提供了开路电压、串联电阻和RC对的参数数据等效电路的电池块。
工作流步骤使用这个示例脚本和锂离子聚合物(LiPo)电池的模型:
示例电池放电脚本使用电池类来控制参数估计工作流。
| 工作流 | 描述 | 额外MathWorks工具 |
|---|---|---|
| 步骤1:加载和预处理数据 | 加载并预处理时间序列电池放电电压和电流数据。 |
没有一个 |
| 第二步:确定RC对的数目 | 确定必要时间常数(TC)的数量进行估计。 |
曲线拟合工具箱™ |
| 步骤3:估计参数 | 对于电池放电数据，估计和优化:
使用一个模型来练习估算等效电路电池块。 |
曲线拟合工具箱、并行计算工具箱、优化工具箱和金宝app®优化设计™ |
| 步骤4:设置等效电路电池块参数 | 设置这些块参数:
|
没有一个 |
步骤1:加载和预处理数据
数据格式及要求
该工作流支持从100%到0金宝app%充电状态(SOC)的脉冲放电序列。
数据需求包括:
由脉冲放电产生的电流和电压组成的时间序列。对于每个实验数据集，温度是恒定的。采样频率应最小为1hz，理想的频率为10hz。本表总结了精度要求。
测量 精度 理想的 电压 ±5 mV ±1 mV 当前的 ±100毫安 马±10 温度 ±1°C ±1°C 每个脉冲的SOC变化不应大于5%。
在高SOC或低SOC下的数据收集可能需要修改，以确保安全性。
每次脉冲后有足够的放松时间，以确保电池接近稳定电压。
加载和预处理数据
加载电池时间、电压和放电数据。把数据分解成电池。脉冲对象。例如，加载和预处理锂离子聚合物(LiPo)电池的放电数据使用步骤1:加载和预处理数据命令的Example_DischargePulseEstimation脚本。
脉冲序列
脉冲识别
第二步:确定RC对的数目
确定在模型中使用多少RC对。您可以通过执行第二步:确定RC对的数目命令的Example_DischargePulseEstimation脚本。示例脚本使用BatteryEstim3RC_PTBS模型。
比较脉冲时间常数
比较每个脉冲的时间常数(TC)。本例比较了三种脉冲。
TC比较，脉冲3 3
步骤3:估计参数
估计的参数。可以通过执行步骤3:估计参数命令的Example_DischargePulseEstimation脚本。
估计Em和R0
在每个脉冲的开始和结束时，检查电流被施加和移除之前和之后的电压。估计技术使用电压的原始计算来估计开路电压(Em)和串联电阻(R0)。
参数表
估计τ
利用脉冲弛豫曲线拟合技术估计每个SOC的RC时间常数(Tau)。
放松τ适合
情节估计
绘制参数和脉冲序列数据并进行仿真比较。
参数表
脉冲序列
识别参数并设置初始值
识别参数和设置初始值使用线性系统方法，脉冲逐脉冲。
线性适合
优化估计
优化Em, R0, Rx和Tau估计使用金宝app仿真软件优化设计．
脉冲识别
步骤4:设置等效电路电池块参数
设置等效电路的电池块参数到步骤3中确定的值。要研究块参数的设置，请执行步骤4:设置等效电路电池块参数命令的Example_DischargePulseEstimation脚本。实验在两个恒定温度下进行。有三对rc。的等效电路的电池块参数值汇总于表中:
| 参数 | 示例值 |
|---|---|
系列RC对的数目 |
3. |
开路电压表数据，EM |
EmPrime = repmat (Em、2、1)'; |
串联电阻表数据，R0 |
R0Prime = repmat (R0、2、1)'; |
电荷断点状态，SOC_BP |
SOC_LUTPrime = SOC_LUT; |
温度断点,Temperature_BP |
TempPrime = [303 315.15]; |
电池容量表 |
CapacityAhPrime = [CapacityAh CapacityAh]; |
网络电阻表数据，R1 |
R1Prime = repmat (Rx(1:)、2、1)'; |
网络电容表数据，C1 |
C1Prime = repmat (Tx(1:)。/ Rx (1:), 2, 1) '; |
网络电阻表数据，R2 |
R2Prime = repmat (Rx(2:)、2、1)'; |
网络电容表数据，C2 |
C2Prime = repmat (Tx(2:)。/ Rx (2:), 2, 1) '; |
网络电阻表数据，R3 |
R3Prime = repmat (Rx(3:)、2、1)'; |
网络电容表数据，C3 |
C3Prime = repmat (Tx(3:)。/ Rx (3:), 2, 1) '; |
参考文献
Ahmed, R.， J. Gazzarri, R. Jackey, S. Onori, S. Habibi，等。“基于模型的电动汽车健康和老化锂离子电池参数识别”。SAE国际替代动力系统杂志．doi: 10.4271 / 2015-01-0252, 4(2): 2015。
Gazzarri, J.， N. Shrivastava, R. Jackey, C. Borghesani。多核实时目标上的电池组建模、仿真和部署国际航空航天杂志．doi: 10.4271 / 2014-01-2217, 7(2): 2014。
Huria, T.， M. Ceraolo, J. Gazzarri和R. Jackey。具有热依赖性的高保真电模型，用于大功率锂电池的表征和模拟。IEEE®国际电动汽车大会．2012年3月，第1-8页。
Huria, T.， M. Ceraolo, J. Gazzarri和R. Jackey。“面向商用功率的LFP锂电池电池SOC估计的简化扩展卡尔曼滤波观测器”。SAE技术论文2013-01-1544．doi: 10.4271 / 2013-01-1544, 2013。
[5]杜松子酒,R。一个简单、有效的铅酸电池电气系统部件选择建模过程。SAE技术论文2007-01-0778．doi: 10.4271 / 2007-01-0778, 2007。
jkey, R.， G. Plett和M. Klein。“用数值优化方法对电池仿真模型进行参数化”。SAE技术论文2009-01-1381．doi: 10.4271 / 2009-01-1381, 2009。
jkey, 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:以磷酸铁锂电池为例”。SAE技术论文2013-01-1547．Warrendale, PA: SAE International, 2013。
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