等效电路的电池

电阻-电容电路电池

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库:
动力总成模块/储能和辅助驱动/网络电池

描述

的等效电路的电池块实现了一个电阻-电容(RC)电路电池，您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，该模块使用负载电流和内部核心温度。

的等效电路的电池块使用参数查找表计算网络电池的组合电压。这些表格是SOC和电池温度的函数。你可以使用估算等效电路电池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查找表，是SOC和电池温度的函数:

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）

为了计算电池网络的综合电压，该模块使用了这些方程。

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

正电流表示电池放电。负电流表示电池充电。

权力的会计

对于功率计算，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`—块间电源传输正信号表示流向阻塞负信号表示流出阻塞	`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`-权力越过挡块边界，但未转移正信号表示输入负信号表示损失	`PwrLossBatt`	电池网络功率损失	$P_{l o 年代年代 B 一个 t t} ＝ - （我_{b 一个 t t}^{2} R_{0} + \sum_{1}^{n} \frac{V_{n}^{2}}{R_{n}} ）$
`PwrStored`-储能变化率积极的信号表明增加负面信号表明下降	`PwrStoredBatt`	存储的电池网络功率	$P_{年代 t o r e d B 一个 t t} ＝ P_{B 一个 t t} + P_{l o 年代年代 B 一个 t t}$

PwrInfo

PwrTrnsfrd—块间电源传输

正信号表示流向阻塞
负信号表示流出阻塞

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-权力越过挡块边界，但未转移

正信号表示输入
负信号表示损失

PwrLossBatt

电池网络功率损失

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

PwrStored-储能变化率

积极的信号表明增加
负面信号表明下降

PwrStoredBatt

存储的电池网络功率

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

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	每模块电池电流
我_在	从电池网络流出的综合电流
R_o	串联电阻
N_p	并行分支数量
N_p	一连串RC对的数目
V_出，V_T	电池网络的组合电压
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	负的电池网络功率损失
P_BattLoss	电池网络功率损失
P_StoredBatt	存储的电池网络功率
P_LdBatt	电池网络的力量
T	电池温度

港口

输入

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`上限`——电池容量
`标量`

额定温度下的电池容量，帽_棉絮在啊。

依赖关系

要创建该端口，请选择外部输入对于最初的电池容量参数。

`BattCurr`-电池网络电流
`标量`

从电池网络流出的综合电流，我_在，在A。

`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

包含这些块计算的总线信号。

信号			描述	变量	单位
`BattCurr`			从电池网络流出的综合电流	我_棉絮	一个
`BattAmpHr`			电池能量	Ld_AmpHr	* h
`BattSoc`			电荷状态的能力	SOC	NA
`BattVolt`			电池网络的组合电压	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`	电池网络功率损失	P_LossBatt	W
	`PwrStored`	`PwrStoredBatt`	存储的电池网络功率	P_StoredBatt	W

`BattVolt`-电池输出电压
`标量`

电池网络组合电压，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`上限`
`参数`	参数初始电池容量，BattCapInit

`电池输出电压`-未过滤或过滤
`未经过滤的`(默认)|`过滤后的`

选择过滤后的将一阶滤波器加到输出电压上。

依赖关系

设置电池输出电压参数过滤后的创建这些参数:

输出电池电压时间常数，Tc
输出蓄电池电压初始值，Vinit

核心的电池

`系列RC对的数目`——钢筋混凝土双
`1`(默认)|`2`|`3.`|`4`|`5`

系列RC对的数目。对于锂，通常是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)|`大堆`

开路电压表，E_米SOC和电池温度的作用。

`串联电阻表数据，R0`——电阻
`大堆`

串联电阻表,R_o在欧姆。SOC和电池温度的功能。

`电荷断点状态，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`

无因次的荷电状态(SOC)断点。

`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)|`大堆`

电池容量,C_棉絮在啊。电池温度功能。

`初始电池容量，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`上限`
`参数`	参数初始电池容量，BattCapInit

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

初始电容电压，以v为单位，矢量的维数必须等于系列RC对的数目。

`输出电池电压时间常数，Tc`-滤波时间常数
`1/1000`(默认)|`标量`

输出电池电压时间不变，T_c用于一阶电压滤波器。

依赖关系

设置电池输出电压参数过滤后的创建这些参数:

输出电池电压时间常数，Tc
输出蓄电池电压初始值，Vinit

`输出蓄电池电压初始值，Vinit`-滤波器初始电压
`4.193`(默认)|`标量`

输出电池电压初值，V_初始化用于一阶电压滤波器。

依赖关系

设置电池输出电压参数过滤后的创建这些参数:

输出电池电压时间常数，Tc
输出蓄电池电压初始值，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)|`大堆`

网络电阻表数据为n-第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)|`大堆`

网络电容表数据为n-th RC对，在F中，作为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`

电压上限，单位为V。

`较低积分器电压限制，Vl`——最低
`负`(默认)|`标量`

电压下限，单位为V。

模型的例子

电动汽车参考应用

仿真一个电动汽车模型与电机发电机，电池，直接驱动传动，和相关的动力系统控制算法。使用该软件进行动力总成匹配分析和部件选择，控制和诊断算法设计，以及在环硬件测试。

工具书类

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。

扩展功能

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

另请参阅

数据表的电池|估算等效电路电池

主题

介绍了R2017a

动力总成Blockset文档

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描述

权力的会计

港口

输入

上限——电池容量标量

依赖关系

BattCurr-电池网络电流标量

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-未过滤或过滤未经过滤的(默认)|过滤后的

依赖关系

系列RC对的数目——钢筋混凝土双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)|大堆

串联电阻表数据，R0——电阻大堆

电荷断点状态，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)|大堆

初始电池容量，BattCapInit——能力28(默认)|标量

依赖关系

初始电容电压，InitialCapVoltage——电压0(默认)|大堆

输出电池电压时间常数，Tc-滤波时间常数1/1000(默认)|标量

依赖关系

输出蓄电池电压初始值，Vinit-滤波器初始电压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)|大堆

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)|大堆

积分器电压上限Vu——最大负(默认)|标量

较低积分器电压限制，Vl——最低负(默认)|标量

模型的例子

电动汽车参考应用

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`上限`——电池容量
`标量`

`BattCurr`-电池网络电流
`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`-未过滤或过滤
`未经过滤的`(默认)|`过滤后的`

`系列RC对的数目`——钢筋混凝土双
`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)|`大堆`

`串联电阻表数据，R0`——电阻
`大堆`

`电荷断点状态，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)|`大堆`

`初始电池容量，BattCapInit`——能力
`28`(默认)|`标量`

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

`输出电池电压时间常数，Tc`-滤波时间常数
`1/1000`(默认)|`标量`

`输出蓄电池电压初始值，Vinit`-滤波器初始电压
`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)|`大堆`

`积分器电压上限Vu`——最大
`负`(默认)|`标量`

`较低积分器电压限制，Vl`——最低
`负`(默认)|`标量`

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