充气蓄电池

以气体为可压缩介质的液压蓄能器

库:
Simscape /流体/液压(等温)/蓄能器

描述

的充气蓄电池Block模型充气蓄能器，由预充气腔和流体腔组成。流体室与液压系统相连。腔室是由一个膀胱，一个活塞，或任何类型的隔膜分开。

当蓄能器入口的流体压力大于预充压力时，流体进入蓄能器，压缩气体，储存液压能量。流体压力的降低导致气体减压并将储存的流体排放到系统中。

在典型的操作过程中，气体室的压力等于流体室的压力。然而，如果蓄能器进口的压力降至预充压以下，气体室就会与系统隔离。在这种情况下，流体室是空的，气体室的压力保持恒定，等于预充注压力。蓄能器进口处的压力取决于蓄能器所连接的液压系统。如果在蓄能器入口的压力累积到预充压或更高，流体再次进入蓄能器。

流体室和气室之间的分离器的运动受到两个硬挡板的限制，这两个硬挡板限制了流体体积的膨胀和收缩。当流体室达到最大容量时，当流体室为空时，流体体积是有限的。硬止动器采用有限刚度和阻尼建模。这意味着，根据硬止动刚度系数和蓄能器进口压力的值，流体体积有可能变为负值或大于流体腔容量。

充气蓄能器原理图

该图表示充气蓄能器。垂直分离器划分蓄能器总容积，V_T进入左边的流体室和右边的气体室。左边和分离器之间的距离决定了流体体积，V_F．右边和分离器之间的距离决定了气体体积，V_T- - - - - -V_F．流体腔容量，V_C，小于蓄能器总容积，V_T，使气体体积永远不会变为零。

该块用一个刚度项和一个阻尼项来模拟硬止点接触压力。在分离器处平衡压力的情况下，通过多元关系给出了当前状态和预充态之间的气体压力和气体体积的关系

$（ p_{G} + p_{一个} ） {（ V_{T} - V_{F} ）}^{k} ＝（ p_{p r} + p_{一个} ） V_{T}^{k}$

$p_{F} ＝ p_{G} + p_{H 年代}$

$V_{C} ＝ V_{T} - V_{d e 一个 d}$

$p_{H 年代} ＝｛ \begin{array}{l} K_{年代} （ V_{F} - V_{C} ） + K_{d} 问_{F}^{+} （ V_{F} - V_{C} ） & 如果 V_{F} \geq V_{C} \\ K_{年代} V_{F} - K_{d} 问_{F}^{-} V_{F} & 如果 V_{F} \leq 0 \\ 0 & 否则 \end{array}$

$问_{F}^{+} ＝｛ \begin{array}{l} 问_{F} & 如果问_{F} \geq 0 \\ 0 & 否则 \end{array}$

$问_{F}^{-} ＝｛ \begin{array}{l} 问_{F} & 如果问_{F} \leq 0 \\ 0 & 否则 \end{array}$

地点:

V_T	蓄能器的总容积，包括液腔和气腔
V_F	蓄能器中液体的体积
V_初始化	蓄能器中流体的初始体积
V_C	液腔容量，即蓄能器总容积与气腔死容积之差
V_死	气室死容积，即当流体室达到最大容量时，气室中仍充满气体的一小部分
p_F	流体腔内的流体压力(计)，等于蓄能器进口处的压力
p_公关	当流体室为空时，气体室中的压力(表)
p_一个	大气压力
p_G	气体室中的气体压力(表)
p_海关	硬停接触压力
K_年代	硬停刚度系数
K_d	硬停阻尼系数
k	比热比(绝热指数)
问_F	进入蓄能器的流体流量，如果流体流入蓄能器，则为正

进入蓄能器的流量为流体体积的变化率:

$问_{F} ＝ \frac{d V_{F}}{d t} ．$

在t= 0，初始条件为V_F＝V_初始化,在那里V_初始化您分配给的值是最初的体液参数。

变量

要在模拟之前为块变量设置优先级和初始目标值，请使用最初的目标块对话框或属性检查器中的。有关更多信息，请参见为块变量设置优先级和初始目标．

标称值提供了一种方法来指定模型中变量的期望大小。使用基于标称值的系统缩放增加了仿真的鲁棒性。标称值可以来自不同的来源，其中之一是名义值块对话框或属性检查器中的。有关更多信息，请参见修改块变量的标称值．

假设和限制

假定气室内的过程是多元的。
不考虑对分离器的负荷，如惯性或摩擦。
不考虑进口液压阻力。
流体压缩性未被考虑在内。

港口

保护

全部展开

`一个`——蓄电池入口
液压

与蓄能器进口相关联的液压保存口。如果流体流入蓄能器，则流量为正。

参数

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`蓄电池总额`-蓄能器容积，包括液腔和气腔
`8 e - 3 m ^ 3`(默认)|阳性标量

蓄能器的总容积，包括液腔和气腔。该值是流体室容量与最小气体体积之和。

`最小的气体体积`-毒气室死容积
`4 e-5 m ^ 3`(默认)|阳性标量

气室死容积，当流体室达到最大容量时，气室中仍充满气体的一小部分。非零体积是必要的，这样当流体室达到一定容量时，气体压力不会变得无穷大。

`预先充电压(计)`-流体室为空时，气体室的压力
`10 e5 Pa`(默认)|阳性标量

当流体室为空时，气体室中的压力(表)。

`比热容比`绝热指数
`1．4`(默认)|标量，通常在1和2之间

比热比，也称为绝热指数。考虑到热交换，将该参数设置为一个值，通常在1到2之间，这取决于气体室中气体的性质。对于20°C的干燥空气，该值对于等温过程为1，对于绝热等熵过程为1.4。

`硬停刚度系数`-硬止动刚度的比例常数
`1 e10 Pa / m ^ 3`(默认)|非负标量

硬止点接触压力相对于渗入硬止点的流体体积的比例常数。该阀块采用硬止动装置，将流体体积限制在零和液腔容量之间。

`硬停阻尼系数`-硬止阻尼的比例常数
`1 e10 Pa * s / m ^ 6`(默认)|非负标量

硬止点接触压力相对于流入硬止点的流量和流体体积的比例常数。该阀块采用硬止动装置，将流体体积限制在零和液腔容量之间。

模型的例子

发动机冷却系统

模型发动机冷却系统与油冷却电路。

开放模式

住宅供暖系统

模拟一个简单的房屋供暖系统。该模型包含一个加热器、一个控制器和一个带有四个散热器和四个房间的房屋结构。每个房间都通过外墙、屋顶和窗户与环境交换热量。每条路径都被模拟为热对流、热传导和热质量的组合。假定热量不在室内房间之间传递。加热器由一个炉、一个锅炉、一个蓄能器和一个泵组成，在系统中循环热水。如果房间的整体平均温度低于21摄氏度，控制器就开始允许燃料进入熔炉，如果温度超过25摄氏度，控制器就停止。模拟计算加热成本和室内温度。

开放模式

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

介绍了R2006a

另请参阅

弹簧储能器

主题

升级包含液压(等温)块的Simscape流体模型

充气蓄电池

描述

变量

假设和限制

港口

保护

一个——蓄电池入口液压

参数

蓄电池总额-蓄能器容积，包括液腔和气腔8 e - 3 m ^ 3(默认)|阳性标量

最小的气体体积-毒气室死容积4 e-5 m ^ 3(默认)|阳性标量

预先充电压(计)-流体室为空时，气体室的压力10 e5 Pa(默认)|阳性标量

比热容比绝热指数1．4(默认)|标量，通常在1和2之间

硬停刚度系数-硬止动刚度的比例常数1 e10 Pa / m ^ 3(默认)|非负标量

硬停阻尼系数-硬止阻尼的比例常数1 e10 Pa * s / m ^ 6(默认)|非负标量