等效电路电池

电阻-电容(RC)电路电池

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库:
动力总成/储能和辅助驱动/网络电池

描述

的等效电路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。为了模拟荷电状态(SOC)和终端电压，区块使用负载电流和内部核心温度。

的等效电路电池Block使用参数查找表计算网络电池的组合电压。这些表是SOC和电池温度的函数。您可以使用等效电路电池的估计块，以帮助创建查找表。

具体来说,等效电路电池block实现了这些参数作为查找表的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组合电压，区块使用这些方程。

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

正电流表示电池放电。负电流表示电池已充电。

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`-区块间的电力传输正信号表示流体进入块内负信号表示流体出块	`PwrLdBatt`	电池网络电源	$\begin{array}{l} V_{b 一个 t t} ＝ V_{o u t} 或 \frac{V_{o u t}}{τ 年代 + 1} \\ P_{b 一个 t t} ＝ - V_{b 一个 t t} 我_{b 一个 t t} \\ P_{l d B 一个 t t} ＝ - P_{b 一个 t t} \end{array}$
`PwrNotTrnsfrd`-电源越过区块边界，但未转移正信号表示输入阴性信号表示丢失	`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`-储能变化率积极的信号表明增长阴性信号表示下降	`PwrStoredBatt`	蓄电池网络电量储存	$P_{年代 t o r e d B 一个 t t} ＝ P_{B 一个 t t} + P_{l o 年代年代 B 一个 t t}$

PwrInfo

PwrTrnsfrd-区块间的电力传输

正信号表示流体进入块内
负信号表示流体出块

PwrLdBatt

电池网络电源

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

PwrNotTrnsfrd-电源越过区块边界，但未转移

正信号表示输入
阴性信号表示丢失

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-储能变化率

积极的信号表明增长
阴性信号表示下降

PwrStoredBatt

蓄电池网络电量储存

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

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	并行分支的数量
N_p	RC对串的数量
V_出，V_T	电池网络的组合电压
V_n	电压为`n`-th RC对
R_n	电阻为`n`-th RC对
C_n	电容为`n`-th RC对
C_棉絮	电池容量
P_棉絮	电池供电
P_LossBatt	电池网络损耗负
P_BattLoss	电池网络功率损耗
P_StoredBatt	蓄电池网络电量储存
P_LdBatt	电池网络电源
T	电池温度

港口

输入

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`CapInit`—电池容量
`标量`

额定温度下电池容量，帽_棉絮，在“啊”。

依赖关系

要创建此端口，请选择外部输入为电池初始容量参数。

`BattCurr`-电池网络电流
`标量`

结合从电池网络流出的电流，我_在A。

`BattTemp`—电池温度
`标量`

电池温度,T， K。

输出

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`信息`-巴士信号
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`	电池网络电源	P_LdBatt	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrLossBatt`	电池网络功率损耗	P_LossBatt	W
	`PwrStored`	`PwrStoredBatt`	蓄电池网络电量储存	P_StoredBatt	W

`BattVolt`-电池输出电压
`标量`

电池网络的组合电压，V_出，在V。

参数

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块的选择

`电池初始容量`—输入或参数
`参数`(默认)|`外部输入`

电池初始容量，帽_棉絮，在“啊”。

依赖关系

块参数电池初始容量选项	创建
`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
`未经过滤的`(默认)|`过滤后的`

选择过滤后的对输出电压施加一阶滤波器。

依赖关系

设置输出电池电压参数过滤后的创建以下参数:

输出电池电压时间常数Tc
输出电池电压初值，Vinit

核心的电池

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

系列RC对的数量。对于锂，通常是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`

开路电压表，E_米，在V. SOC和电池温度的函数。

`串联电阻表数据，R0`——电阻
`数组`

串联电阻表，R_o，单位为欧姆。SOC和电池温度的功能。

`充电断点状态，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`

充电状态(SOC)断点，无量纲。

`温度断点，温度断点`——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。

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

电池初始容量，帽_棉絮，在“啊”。

依赖关系

块参数电池初始容量选项	创建
`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，InitialCapVoltage`——电压
`0`(默认)|`数组`

初始电容电压，单位为v系列RC对的数量．

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

输出电池电压时间常数，T_c，单位为s。用于一阶电压滤波器。

依赖关系

设置输出电池电压参数过滤后的创建以下参数:

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`-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

设置输出电池电压参数过滤后的创建以下参数:

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)|`数组`

网络电阻表数据为n- 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)|`数组`

网络电容表数据为n-th RC对，在F，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V。

`积分器电压下限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

模拟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。

开放的例子

参考文献

[1] Ahmed, R.， J. Gazzarri, R. Jackey, S. Onori, S. Habibi，等。电动汽车用健康和老化锂离子电池的基于模型的参数识别SAE替代动力系统国际杂志．doi: 10.4271 / 2015-01-0252, 4(2): 2015。

[2]加扎里，J.， N. Shrivastava, R. Jackey，和C. Borghesani。多核实时目标上的电池组建模、仿真和部署。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, R. Jackey。用于表征和模拟高功率锂电池的具有热依赖性的高保真电模型。IEEE^®国际电动汽车大会．2012年3月，第1-8页。

[4] Huria, T.， M. Ceraolo, J. Gazzarri, R. Jackey。商用功率导向LFP锂电池SOC估计的简化扩展卡尔曼滤波观测器。SAE技术报告2013-01-1544．doi: 10.4271 / 2013-01-1544, 2013。

杰基，R。一种简单、有效的铅酸电池建模过程，用于电气系统组件的选择。SAE技术文件2007-01-0778．doi: 10.4271 / 2007-01-0778, 2007。

杰基，R.， G. Plett和M. Klein。使用数值优化方法的电池仿真模型参数化。SAE技术文件2009-01-1381．doi: 10.4271 / 2009-01-1381, 2009。

[7]杰基，R.， M. Saginaw, T. Huria, M. Ceraolo, P. Sanghvi, J. Gazzarri。用分层技术估计电池模型参数:以磷酸铁锂电池为例。SAE技术报告2013-01-1547．沃伦代尔，PA: SAE International, 2013。

等效电路电池

描述

权力的会计

港口

输入

CapInit—电池容量标量

依赖关系

BattCurr-电池网络电流标量

BattTemp—电池温度标量

输出

信息-巴士信号公共汽车

BattVolt-电池输出电压标量

参数

电池初始容量—输入或参数参数(默认)|外部输入

依赖关系

输出电池电压—未过滤或过滤未经过滤的(默认)|过滤后的

依赖关系

系列RC对的数量- RC配对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

串联电阻表数据，R0——电阻数组

充电断点状态，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，温度断点——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

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)|数组

输出电池电压时间常数Tc-滤波器时间常数1/1000(默认)|标量

依赖关系

输出电池电压初值，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)|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Vl——最低负(默认)|标量

模型的例子

电动汽车参考应用

参考文献

扩展功能

C/ c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

另请参阅

主题

`CapInit`—电池容量
`标量`

`BattCurr`-电池网络电流
`标量`

`BattTemp`—电池温度
`标量`

`信息`-巴士信号
公共汽车

`BattVolt`-电池输出电压
`标量`

`电池初始容量`—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
`未经过滤的`(默认)|`过滤后的`

`系列RC对的数量`- RC配对
`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`

`串联电阻表数据，R0`——电阻
`数组`

`充电断点状态，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，温度断点`——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`

`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)|`数组`

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

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

`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。