等效电路的电池

电阻电容(RC)电路的电池

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动力总成Blockset /储能电池和辅助驱动/网络

描述

的等效电路的电池块实现了电阻电容(RC)电路的电池,你可以使用等效电路参数化建模(ECM)。模拟电荷状态(SOC)和终端电压,块使用负载电流和内部核心温度。

的等效电路的电池块计算网络的结合电压电池使用参数查找表。表函数的SOC和电池温度。您可以使用估计电池等效电路块来帮助创建查找表。

具体来说,等效电路的电池块实现这些参数作为SOC的查找表,功能和电池温度:

串联电阻,R_o=ƒ(SOC,T)
电池开路电压,E_米=ƒ(SOC,T)
电池容量,C_棉絮=ƒ(T)
网络电阻,R_n=ƒ(SOC,T)
网络的电容,C_n=ƒ(SOC,T)

计算电池的总电压网络,阻止使用这些方程。

$\begin{array}{l} V_{T} = E_{米} - 我_{b 一个 t t} R_{o} - \sum_{1}^{n} V_{n} \\ V_{n} = \int_{0}^{t} (\frac{我_{b 一个 t t}}{C_{n}} - \frac{V_{n}}{R_{n} C_{n}}] d t \\ 年代 O C = \frac{- 1}{C_{b 一个 t t}} \int_{0}^{t} 我_{b 一个 t t} d t \\ 我_{b 一个 t t} = \frac{我_{我 n}}{N_{p}} \\ V_{o u t} = N_{年代} V_{T} \\ P_{B 一个 t t l o 年代年代} = 我_{b 一个 t t}^{2} R_{0} + \sum_{1}^{n} \frac{V_{n}^{2}}{R_{n}} \\ l d_{一个米 p H r} = \int_{0}^{t} 我_{b 一个 t t} d t \end{array}$

积极的当前显示电池放电。负电流表示电池充电。

权力的会计

电力会计、块实现了这些方程。

总线信号描述方程

总线信号	描述	方程
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`——权力之间传输块积极的信号显示流入块块的负面信号表明流出	`PwrLdBatt`	电池网络的力量	$\begin{array}{l} V_{b 一个 t t} = V_{o u t} 或 \frac{V_{o u t}}{τ 年代 + 1} \\ P_{b 一个 t t} = - V_{b 一个 t t} 我_{b 一个 t t} \\ P_{l d B 一个 t t} = - P_{b 一个 t t} \end{array}$
`PwrNotTrnsfrd`——权力越过边界,但不转移积极的信号显示一个输入消极的信号表明损失	`PwrLossBatt`	电池网络功率损耗	$P_{l o 年代年代 B 一个 t t} = - (我_{b 一个 t t}^{2} R_{0} + \sum_{1}^{n} \frac{V_{n}^{2}}{R_{n}})$
`PwrStored`——储存能量变化率积极的信号表明增加消极的信号表示减少	`PwrStoredBatt`	电池电力网络存储	$P_{年代 t o r e d B 一个 t t} = P_{B 一个 t t} + P_{l o 年代年代 B 一个 t t}$

PwrInfo

PwrTrnsfrd——权力之间传输块

积极的信号显示流入块
块的负面信号表明流出

PwrLdBatt

电池网络的力量

$\begin{array}{l} V_{b 一个 t t} = V_{o u t} 或 \frac{V_{o u t}}{τ 年代 + 1} \\ P_{b 一个 t t} = - V_{b 一个 t t} 我_{b 一个 t t} \\ P_{l d B 一个 t t} = - P_{b 一个 t t} \end{array}$

PwrNotTrnsfrd——权力越过边界,但不转移

积极的信号显示一个输入
消极的信号表明损失

PwrLossBatt

电池网络功率损耗

$P_{l o 年代年代 B 一个 t t} = - (我_{b 一个 t t}^{2} R_{0} + \sum_{1}^{n} \frac{V_{n}^{2}}{R_{n}})$

PwrStored——储存能量变化率

积极的信号表明增加
消极的信号表示减少

PwrStoredBatt

电池电力网络存储

$P_{年代 t o r e d B 一个 t t} = P_{B 一个 t t} + P_{l o 年代年代 B 一个 t t}$

方程使用这些变量。

SOC	电荷状态
E_米	电池的开路电压
我_棉絮	每个模块电池电流
我_在	电流从电池网络相结合
R_o	串联电阻
N_p	并行分支数量
N_p	的钢筋混凝土双系列
V_出,V_T	电池的电压网络相结合
V_n	电压为`n`th RC一对
R_n	电阻为`n`th RC一对
C_n	电容为`n`th RC一对
C_棉絮	电池容量
P_棉絮	电池供电
P_LossBatt	-电池网络功率损耗
P_BattLoss	电池网络功率损耗
P_StoredBatt	电池电力网络存储
P_LdBatt	电池网络的力量
T	电池温度

港口

输入

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`CapInit`——电池容量
`标量`

额定在名义上的温度,电池容量帽_棉絮在啊。

依赖关系

创建这个端口,选择外部输入为最初的电池容量参数。

`BattCurr`——电池当前网络
`标量`

电流从电池网络相结合,我_在,在一个。

`BattTemp`——电池温度
`标量`

电池温度,T在K。

输出

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`信息`——总线信号
公共汽车

总线信号包含这些块的计算。

信号			描述	变量	单位
`BattCurr`			电流从电池网络相结合	我_棉絮	一个
`BattAmpHr`			电池能量	Ld_AmpHr	* h
`BattSoc`			电荷状态的能力	SOC	NA
`BattVolt`			电池的电压网络相结合	V_出	V
`BattPwr`			电池供电	P_棉絮	W
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrLdBatt`	电池网络的力量	P_LdBatt	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrLossBatt`	电池网络功率损耗	P_LossBatt	W
	`PwrStored`	`PwrStoredBatt`	电池电力网络存储	P_StoredBatt	W

`BattVolt`——电池输出电压
`标量`

电池的电压网络相结合,V_出在V。

参数

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块的选择

`最初的电池容量`——输入或参数
`参数`(默认)|`外部输入`

最初的电池容量,帽_棉絮在啊。

依赖关系

块参数最初的电池容量选项	创建
`外部输入`	输入端口`CapInit`
`参数`	参数最初的电池容量,BattCapInit

`电池输出电压`——过滤或过滤
`未经过滤的`(默认)|`过滤后的`

选择过滤后的应用一阶滤波器输出面糊电压。

依赖关系

设置电池输出电压参数过滤后的创建这些参数:

电池输出电压时间常数,Tc
电池输出电压初始值,Vinit

核心的电池

`RC系列双的数量`——钢筋混凝土双
`1`(默认)|`2`|`3`|`4`|`5`

RC系列双的数量。锂,通常1或2。

`开路电压Em表数据,`——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)|`数组`

开路电压,E_米在v . SOC和电池温度的函数。

`R0串联电阻表数据`——电阻
`数组`

串联电阻表,R_o在欧姆。SOC和电池温度的函数。

`电荷状态断点,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)|`向量`

电荷状态(SOC)断点,无量纲。

`温度断点,Temperature_BP`——电池
`(293.15 - 313.15)`(默认)|`向量`

电池温度断点,K。

`电池容量表,BattCap`——能力
`(28日28日)`(默认)|`数组`

电池容量,C_棉絮在啊。电池温度的函数。

`最初的电池容量,BattCapInit`——能力
`28`(默认)|`标量`

最初的电池容量,帽_棉絮在啊。

依赖关系

块参数最初的电池容量选项	创建
`外部输入`	输入端口`CapInit`
`参数`	参数最初的电池容量,BattCapInit

`初始电容电压,InitialCapVoltage`——电压
`0`(默认)|`数组`

初始电容电压,诉维向量必须相等RC系列双的数量。

`电池输出电压时间常数,Tc`——滤波器时间常数
`1/1000`(默认)|`标量`

电池输出电压时间常数,T_c在s。用于一阶电压过滤器。

依赖关系

设置电池输出电压参数过滤后的创建这些参数:

电池输出电压时间常数,Tc
电池输出电压初始值,Vinit

`电池输出电压初始值,Vinit`——过滤器初始电压
`4.193`(默认)|`标量`

电池输出电压初始值,V_初始化诉,用于一阶电压过滤器。

依赖关系

设置电池输出电压参数过滤后的创建这些参数:

电池输出电压时间常数,Tc
电池输出电压初始值,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)|`数组`

网络电阻表数据nth RC,欧姆,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)|`数组`

网络电容表数据nth RC, F, SOC和电池温度的函数。

细胞的限制

`积分器电压上限,Vu`——最大
`负`(默认)|`标量`

在V电压上限。

`积分器电压下限,六世`——最低
`负`(默认)|`标量`

在V电压下限。

模型的例子

电动汽车参考应用

模拟电动汽车与电动发电机模型,电池,直接传动传动,动力总成相关控制算法。使用动力系统匹配分析和组件的选择、控制和诊断算法设计,以及半实物(边境)测试。

开放的例子

引用

[1]Ahmed, R。,J. Gazzarri, R. Jackey, S. Onori, S. Habibi, et al. "Model-Based Parameter Identification of Healthy and Aged Li-ion Batteries for Electric Vehicle Applications."SAE国际期刊的替代动力系统。doi: 10.4271 / 2015-01-0252, 4 (2): 2015。

[2]Gazzarri, J。,N。年代hrivastava, R. Jackey, and C. Borghesani. "Battery Pack Modeling, Simulation, and Deployment on a Multicore Real Time Target."SAE国际航空杂志》上。doi: 10.4271 / 2014-01-2217, 7 (2): 2014。

[3]Huria, T。,M. Ceraolo, J. Gazzarri, and R. Jackey. "High fidelity electrical model with thermal dependence for characterization and simulation of high power lithium battery cells."IEEE^®国际电动汽车会议。2012年3月,页1 - 8。

[4]Huria, T。,M. Ceraolo, J. Gazzarri, and R. Jackey. "Simplified Extended Kalman Filter Observer for SOC Estimation of Commercial Power-Oriented LFP Lithium Battery Cells."SAE技术论文2013-01-1544。doi: 10.4271 / 2013-01-1544, 2013。

[5]杜松子酒,R。“一个简单的、有效的铅酸电池建模过程对于电力系统组件的选择。”SAE技术论文2007-01-0778。doi: 10.4271 / 2007-01-0778, 2007。

[6]杜松子酒,R。,G. Plett, and M. Klein. "Parameterization of a Battery Simulation Model Using Numerical Optimization Methods."SAE技术论文2009-01-1381。doi: 10.4271 / 2009-01-1381, 2009。

[7]杜松子酒,R。,M. Saginaw, T. Huria, M. Ceraolo, P. Sanghvi, and J. Gazzarri. "Battery Model Parameter Estimation Using a Layered Technique: An Example Using a Lithium Iron Phosphate Cell."SAE技术论文2013-01-1547。Warrendale,爸爸:SAE国际,2013年。

等效电路的电池

描述

权力的会计

港口

输入

CapInit——电池容量标量

依赖关系

BattCurr——电池当前网络标量

BattTemp——电池温度标量

输出

信息——总线信号公共汽车

BattVolt——电池输出电压标量

参数

最初的电池容量——输入或参数参数(默认)|外部输入

依赖关系

电池输出电压——过滤或过滤未经过滤的(默认)|过滤后的

依赖关系

RC系列双的数量——钢筋混凝土双1(默认)|2|3|4|5

开路电压Em表数据,——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)|数组

R0串联电阻表数据——电阻数组

电荷状态断点,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)|向量

温度断点,Temperature_BP——电池(293.15 - 313.15)(默认)|向量

电池容量表,BattCap——能力(28日28日)(默认)|数组

最初的电池容量,BattCapInit——能力28(默认)|标量

依赖关系

初始电容电压,InitialCapVoltage——电压0(默认)|数组

电池输出电压时间常数,Tc——滤波器时间常数1/1000(默认)|标量

依赖关系

电池输出电压初始值,Vinit——过滤器初始电压4.193(默认)|标量

依赖关系

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)|数组

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)|数组

积分器电压上限,Vu——最大负(默认)|标量

积分器电压下限,六世——最低负(默认)|标量

模型的例子

电动汽车参考应用

引用

扩展功能

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主题

`CapInit`——电池容量
`标量`

`BattCurr`——电池当前网络
`标量`

`BattTemp`——电池温度
`标量`

`信息`——总线信号
公共汽车

`BattVolt`——电池输出电压
`标量`

`最初的电池容量`——输入或参数
`参数`(默认)|`外部输入`

`电池输出电压`——过滤或过滤
`未经过滤的`(默认)|`过滤后的`

`RC系列双的数量`——钢筋混凝土双
`1`(默认)|`2`|`3`|`4`|`5`

`开路电压Em表数据,`——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)|`数组`

`R0串联电阻表数据`——电阻
`数组`

`电荷状态断点,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)|`向量`

`温度断点,Temperature_BP`——电池
`(293.15 - 313.15)`(默认)|`向量`

`电池容量表,BattCap`——能力
`(28日28日)`(默认)|`数组`

`最初的电池容量,BattCapInit`——能力
`28`(默认)|`标量`

`初始电容电压,InitialCapVoltage`——电压
`0`(默认)|`数组`

`电池输出电压时间常数,Tc`——滤波器时间常数
`1/1000`(默认)|`标量`

`电池输出电压初始值,Vinit`——过滤器初始电压
`4.193`(默认)|`标量`

`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)|`数组`

`积分器电压上限,Vu`——最大
`负`(默认)|`标量`

`积分器电压下限,六世`——最低
`负`(默认)|`标量`

C / c++代码生成
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