等效电路的电池

电阻-电容(RC)电路电池

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动力总成块/能量存储和辅助驱动/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。为了模拟荷电状态(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使用参数查找表计算网络电池的组合电压。表是SOC和电池温度的功能。你可以使用估计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和电池温度的功能:

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_b=ƒ(T）
网络电阻,R_n=ƒ(SOC，T）
网络电容，C_n=ƒ(SOC，T）

为了计算电池网络的组合电压，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。负电流表示电池充电。

权力的会计

对于功率计算，块实现了这些等式。

总线信号描述方程

总线信号	描述	方程
`pwrinfo.`	`pwrtrnsfrd.`—块间功率传输正信号表示流入块负信号表示流出块	`Pwrldbatt.`	电池网络电力	$\begin{array}{l} V_{b 一个 t t} ＝ V_{o u t} 或 \frac{V_{o u t}}{τ. 年代 + 1} \\ P_{b 一个 t t} ＝ - V_{b 一个 t t} 我_{b 一个 t t} \\ P_{l d B 一个 t t} ＝ - P_{b 一个 t t} \end{array}$
`PwrNotTrnsfrd`- 交叉过块边界，但未转移正信号表示输入负信号表示损失	`PwrLossBatt`	电池网络电源损耗	$P_{l o 年代年代 B 一个 t t} ＝ - （我_{b 一个 t t}^{2} R_{0} + \sum_{1}^{n} \frac{V_{n}^{2}}{R_{n}} ）$
`pwrstored.`- 存储的能量变化率积极的信号表明增长负信号表示减少	`PwrstoredBatt.`	存储电池网络电源	$P_{年代 t o r e d B 一个 t t} ＝ P_{B 一个 t t} + P_{l o 年代年代 B 一个 t t}$

pwrinfo.

pwrtrnsfrd.—块间功率传输

正信号表示流入块
负信号表示流出块

Pwrldbatt.

电池网络电力

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

PwrNotTrnsfrd- 交叉过块边界，但未转移

正信号表示输入
负信号表示损失

PwrLossBatt

电池网络电源损耗

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

pwrstored.- 存储的能量变化率

积极的信号表明增长
负信号表示减少

PwrstoredBatt.

存储电池网络电源

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

方程式使用这些变量。

SOC	责任
E_米	电池开路电压
我_b	每个模块电池电流
我_在	从电池网络中流过的组合电流
R_o	系列抵抗
N_p	并行分支数量
N_p	串联RC对的数量
V_出去，V_T	电池网络的组合电压
V_n	电压为`n`-th RC对
R_n	阻力`n`-th RC对
C_n	电容`n`-th RC对
C_b	电池容量
P_b	电池供电
P_LossBatt	电池网络功率损耗的负面
P_BattLoss	电池网络电源损耗
P_StoredBatt	存储电池网络电源
P_LDBATT.	电池网络电力
T	电池温度

港口

输入

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`卡宾尼特`- 电池容量
`标量子`

额定电池容量在标称温度下，帽_b在啊。

依赖性

要创建此端口，请选择外部输入为了初始电池容量范围。

`Battcurr.`-电池网络电流
`标量子`

从电池网络流出的电流，我_在，在一个。

`BattTemp`——电池温度
`标量子`

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	多变的	单位
`Battcurr.`			从电池网络中流过的组合电流	我_b	一个
`BattAmpHr`			电池能量	Ld_AmpHr	* h
`Battsoc.`			充电能力	SOC	NA
`BattVolt`			电池网络的组合电压	V_出去	V
`BattPwr`			电池供电	P_b	W
`pwrinfo.`	`pwrtrnsfrd.`	`Pwrldbatt.`	电池网络电力	P_LDBATT.	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrLossBatt`	电池网络电源损耗	P_LossBatt	W
	`pwrstored.`	`PwrstoredBatt.`	存储电池网络电源	P_StoredBatt	W

`BattVolt`- 电池输出电压
`标量子`

电池网络的组合电压，V_出去，在V.

参数

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块的选择

`初始电池容量`- 输入或参数
`参数`（默认）|`外部输入`

最初的电池容量,帽_b在啊。

依赖性

块参数初始电池容量选项	创造
`外部输入`	输入端口`卡宾尼特`
`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`

选择过滤对输出电池电压施加一阶滤波器。

依赖性

环境电池输出电压参数到过滤创建这些参数:

输出电池电压时间常数，Tc
输出电池电压初始值，vinit

核心电池

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

RC系列对的数量。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）|`大批`

开路电压表，E_米5、SOC和电池温度功能。

`系列电阻表数据，R0`- 抵抗性
`大批`

串联电阻表,R_o，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。

`温度断裂点，温度_BP`- 电池
`(293.15 - 313.15)`（默认）|`向量`

电池温度断点，K。

`电池容量表，电池帽`- 容量
`(28日28日)`（默认）|`大批`

电池容量，C_b在啊。电池温度功能。

`初始电池容量，BattCapInit`- 容量
`28.`（默认）|`标量子`

最初的电池容量,帽_b在啊。

依赖性

块参数初始电池容量选项	创造
`外部输入`	输入端口`卡宾尼特`
`参数`	参数初始电池容量，BattCapInit

`初始电容电压，InitialCapVoltage`- 电压
`0`（默认）|`大批`

初始电容器电压，在V的V. view的尺寸必须等于RC系列对的数量．

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

输出电池电压时间常数，T_c，用于一阶电压滤波器。

依赖性

环境电池输出电压参数到过滤创建这些参数:

输出电池电压时间常数，Tc
输出电池电压初始值，vinit

`输出电池电压初始值，vinit`- 过滤初始电压
`4.193`（默认）|`标量子`

输出电池电压初始值，V_初始化用于一阶电压滤波器。

依赖性

环境电池输出电压参数到过滤创建这些参数:

输出电池电压时间常数，Tc
输出电池电压初始值，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）|`大批`

网络电阻表数据n-th 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）|`大批`

网络电容表数据n-th RC对，在F中，作为SOC和电池温度的函数。

细胞的限制

`上积分器电压限制，VU`——最大
`负`（默认）|`标量子`

上限电压，单位V。

`较低积分电压限制，VL`——最低
`负`（默认）|`标量子`

较低的电压限制，在V.

模型例子

电动汽车参考应用

使用电动发电机，电池，直接驱动传输和相关动力总成控制算法模拟EV模型。使用用于动力总成匹配分析和组件选择，控制和诊断算法设计，以及环路内（HIL）测试。

参考

[1]艾哈迈德，R.，J.Gazzarri，R.·贾克基，S. Onori，S. Habibi等。“用于电动汽车应用健康和老化锂离子电池的模型参数识别。”SAE国际替代电力杂志．DOI：10.4271 / 2015-01-0252,4（2）：2015。

[2] Gazzarri, 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和R. Jackey。“具有热依赖性的高保真电模型，具有高功率锂电池电池的表征和仿真。”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。电气系统元件选择的简单、有效的铅酸电池建模过程SAE技术论文2007-01-0778．DOI：10.4271 / 2007-01-0778,2007。

[6]贾克基，R.，G.Plett和M. Klein。“使用数值优化方法的电池仿真模型的参数化。”SAE技术论文2009-01-1381．DOI：10.4271 / 2009-01-1381,2009。

[7] Jackey，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：使用锂铁磷酸锂细胞的示例。”SAE技术论文2013-01-1547．沃兰德，帕：SAE International，2013。

扩展能力

C / C ++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。万博1manbetx

另请参阅

数据表的电池|估计等效电路电池

主题

介绍了R2017a

动力总成块集文档

万博1manbetx

尝试matlab，sim万博1manbetxulink等产品s manbetx 845

得到审判现在

等效电路的电池

描述

权力的会计

港口

输入

卡宾尼特- 电池容量标量子

依赖性

Battcurr.-电池网络电流标量子

BattTemp——电池温度标量子

输出

信息——总线信号公共汽车

BattVolt- 电池输出电压标量子

参数

初始电池容量- 输入或参数参数（默认）|外部输入

依赖性

电池输出电压- 未过滤或过滤未经过滤的（默认）|过滤

依赖性

RC系列对的数量- RC对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）|大批

系列电阻表数据，R0- 抵抗性大批

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

温度断裂点，温度_BP- 电池(293.15 - 313.15)（默认）|向量

电池容量表，电池帽- 容量(28日28日)（默认）|大批

初始电池容量，BattCapInit- 容量28.（默认）|标量子

依赖性

初始电容电压，InitialCapVoltage- 电压0（默认）|大批

输出电池电压时间常数，Tc- 过滤时间常数1/1000（默认）|标量子

依赖性

输出电池电压初始值，vinit- 过滤初始电压4.193（默认）|标量子

依赖性

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）|大批

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）|大批

上积分器电压限制，VU——最大负（默认）|标量子

较低积分电压限制，VL——最低负（默认）|标量子

模型例子

电动汽车参考应用

参考

扩展能力

C / C ++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。万博1manbetx

另请参阅

主题

动力总成块集文档

万博1manbetx

尝试matlab，sim万博1manbetxulink等产品s manbetx 845

`卡宾尼特`- 电池容量
`标量子`

`Battcurr.`-电池网络电流
`标量子`

`BattTemp`——电池温度
`标量子`

`信息`——总线信号
公共汽车

`BattVolt`- 电池输出电压
`标量子`

`初始电池容量`- 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`

`RC系列对的数量`- RC对
`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）|`大批`

`系列电阻表数据，R0`- 抵抗性
`大批`

`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`

`温度断裂点，温度_BP`- 电池
`(293.15 - 313.15)`（默认）|`向量`

`电池容量表，电池帽`- 容量
`(28日28日)`（默认）|`大批`

`初始电池容量，BattCapInit`- 容量
`28.`（默认）|`标量子`

`初始电容电压，InitialCapVoltage`- 电压
`0`（默认）|`大批`

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

`输出电池电压初始值，vinit`- 过滤初始电压
`4.193`（默认）|`标量子`

`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）|`大批`

`上积分器电压限制，VU`——最大
`负`（默认）|`标量子`

`较低积分电压限制，VL`——最低
`负`（默认）|`标量子`

C / C ++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。万博1manbetx