生成等效电路电池块的参数数据- MATLAB & Simulink

生成等效电路电池块的参数数据

这个示例使用:

使用MathWorks^®工具，估计技术，和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。的等效电路的电池块实现了一个具有开路电压、串联电阻和1到N个RC对的电阻电容(RC)电路电池。RC对的数量反映了表征电池瞬态的时间常数的数量。通常，RC对的数量从1到5。

对象的参数数据等效电路的电池Block，遵循这些工作流程步骤。这些步骤使用数值优化技术来确定推荐RC对的数量，为电池模型电路参数提供初始估计，并估计参数来拟合模型与实验脉冲放电数据。研究结果为该装置的开路电压、串联电阻和RC对参数提供了数据等效电路的电池块。

工作流程步骤使用这个示例脚本和锂离子聚合物(LiPo)电池的模型:

估计电池放电脚本Example_DischargePulseEstimation．
模型BatteryEstim3RC_PTBS．
模型BatteryEstim3RC_PTBS_EQ．

示例电池放电脚本使用一个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	加载和预处理时间序列电池放电电压和电流数据。	没有一个
步骤2:确定RC对的数量	确定估计所需时间常数(TC)的数量。	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: 开路电压,电磁串联电阻,R0 RC对，时间常数，Tau RC对电阻(s)， Rx 使用一个模型来练习等效电路电池的估计块。	曲线拟合工具箱，并行计算工具箱™，优化工具箱™，和动态仿真模块^®优化设计™
步骤4:“等效电路电池块参数”	设置这些块参数: 开路电压表数据串联电阻表数据充电状态断点温度断点电池容量表网络电阻表数据网络电容表数据	没有一个

步骤1:加载和预处理数据

数据格式及要求

工作流支持从100%到0%荷电状态(SOC)的脉冲放电序列。

数据需求包括:

由实验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，温度都是恒定的。采样速率应该最小为1hz，理想的采样速率为10hz。下表总结了精度要求。

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弛豫时间，以确保电池接近稳态电压。

加载和预处理数据

加载电池时间、电压和放电数据。将数据分解成电池。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Step1:加载和预处理数据命令的Example_DischargePulseEstimation脚本。

脉冲序列

脉冲识别

步骤2:确定RC对的数量

确定在模型中使用多少RC对。方法可以研究使用多少RC对步骤2:确定RC对的数量命令的Example_DischargePulseEstimation脚本。示例脚本使用BatteryEstim3RC_PTBS模型。

脉冲时间常数比较

比较每个脉冲的时间常数(TC)。这个例子比较了三个脉冲。

TC对比，3次脉冲3次

步骤3:估计参数

估计的参数。方法可以研究参数估计步骤3:估计参数命令的Example_DischargePulseEstimation脚本。

估计Em和R0

在每个脉冲开始和结束时，在电流施加和去除之前和之后立即检查电压。估计技术使用电压进行原始计算，估计开路电压(Em)和串联电阻(R0)。

参数表

估计τ

利用曲线拟合技术对脉冲弛豫估计每个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

确定参数并设置初始值

使用线性系统方法，逐脉冲确定参数并设置初始值。

线性适合

优化估计

优化Em, R0, Rx和Tau估计使用仿真软件优化设计．

脉冲识别

步骤4:“等效电路电池块参数”

设置等效电路的电池将参数设置为步骤3中确定的值。要研究设置块参数，请执行步骤4:“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。有三个rc对。的等效电路的电池块参数值汇总如下表:

参数	示例值
系列RC对的数量	`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)';
充电断点状态，SOC_BP	SOC_LUTPrime = SOC_LUT;
温度断点,Temperature_BP	temprime = [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

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另请参阅

等效电路的电池|等效电路电池的估计