生成参数数据的等效电路电池块

本例使用：

使用MathWorks公司®工具，估计技术，并测量锂离子或铅酸电池数据，则可以产生用于参数等效电路电池块。该等效电路电池块实现了一个电阻器 - 电容器（RC）电路与电池开路电压，串联电阻，和1到N RC对。RC对的数量反映了表征电池瞬变时间常数的数量。通常情况下，RC对的数目的范围从1至5。

要创建参数数据等效电路电池块，请按照下列工作流程步骤。步骤使用数值优化技术来确定推荐RC对的数目，对于电池模型电路参数提供初始估计，并估计参数，以适应模型实验脉冲放电数据。的结果提供的开路电压，串联电阻，和用于RC对参数数据等效电路电池块。

所述工作流步骤使用本示例脚本和模型用于锂离子聚合物（锂聚合物）电池：

例子电池放电脚本使用的电池类控制参数估计的工作流程。

工作流程 描述 其他MathWorks的工具
步骤1：负载和前处理数据

负荷和预处理时间系列电池放电电压和电流的数据。

 没有
第2步：确定RC对数

确定必要的时间常数（TC）为估计的数量。

 曲线拟合工具箱™
第3步：估计参数

对于电池放电数据，估计和优化：

  • 开路电压，EM

  • 串联电阻R0

  • RC对（一个或多个）时间常数（S），头

  • RC对（多个）电阻（S）中，Rx

使用行使模型估计等效电路电池块。

 曲线拟合工具箱，并行计算工具箱™，优化工具箱™，和万博1manbetx®设计优化™
第4步：设置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

  • 充电断点状态

  • 温度断点

  • 电池容量表

  • 网络电阻表数据

  • 网络容量表数据

 没有

步骤1：负载和前处理数据

数据格式和要求

工作流支持从100％脉冲放万博1manbetx电序列为0％的状态的充电（SOC）。

数据要求包括：

  • 时间序列从实验脉冲放电由电流和电压的。对于每个实验的数据集，所述温度是恒定的。采样率应至少1Hz的，具有在10赫兹的理想速率。下表总结的精度要求。

    测量 准确性 理想
    电压 ±5毫伏 ±1毫伏
    当前 ±100毫安 ±10毫安
    温度 ±1℃ ±1℃

  • 在SOC改变每个脉冲应不大于5％。

  • 数据收集在高温或低温SOC可能需要修改，以确保安全。

  • 在每个脉冲之后松弛足够时间，以确保电池接近稳态电压。

加载和数据预处理

装入电池时，电压和放电的数据。向上突破这一数据为Battery.Pulse对象。例如，负载和预处理排放数据使用的锂离子聚合物（锂聚合物）电池第一步：加载和数据预处理在命令Example_DischargePulseEstimation脚本。

脉冲序列

脉冲鉴定

第2步：确定RC对数

确定有多少个RC对模型中的使用。你可以调查有多少RC对通过执行使用第2步：确定RC对数在命令Example_DischargePulseEstimation脚本。该示例脚本使用BatteryEstim3RC_PTBS模型。

比较脉冲时间常数

比较每个脉冲的时间常数（TC）。本实施例中的三个脉冲相比较。

TC比较，3个脉冲3

第3步：估计参数

估计参数。您可以通过执行调查参数估计第3步：估计参数在命令Example_DischargePulseEstimation脚本。

估计EM和R0

之前检查电压和电流之后施加并移除在每个脉冲的开始和结束。估计技术使用的电压为一个原始的计算来估计开路电压（EM）和串联电阻（R0）。

参数表

估计头

使用该脉冲弛豫曲线拟合技术来估计在每个SOC的RC时间常数（TAU）。

放松头飞度

情节估计

绘制参数和脉冲序列数据和模拟比较。

参数表

脉冲序列

确定参数和初始值组

识别参数和使用线性系统方法中设定的初始值，脉逐脉冲。

线性拟合

优化估计

优化使用EM，R0，Rx和牛头估计万博1manbetxSimulink设计优化。

脉冲鉴定

第4步：设置等效电路电池块参数

设置等效电路电池块参数到在步骤3中确定的值探讨设定块参数，执行第4步：设置等效电路电池块参数在命令Example_DischargePulseEstimation脚本。实验跑在两个恒温。有三个RC-对。该等效电路电池块参数值汇总表所示：

参数 示例值

RC串联对数量

 3

开路电压表数据，EM

 
企业型= 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

 
TempPrime = [303 315.15];

电池容量表

 
CapacityAhPrime = [CapacityAh CapacityAh];

电阻网络表中的数据，R1

 
R1Prime = repmat器（Rx（1，:)，2,1）';

网络电容表数据，C1

 
C1Prime = repmat器（Tx（1，：）./的Rx（1，:)，2,1）';

电阻网络表中的数据，R2

 
R2Prime = repmat器（Rx（2，:)，2,1）';

网络电容表数据，C2

 
C2Prime = repmat器（Tx（2，：）./的Rx（2，:)，2,1）';

电阻网络表中的数据，R3

 
R3Prime = repmat器（Rx（3，:)，2,1）';

网络电容表数据，C3

 
C3Prime = repmat器（Tx（3，：）./的Rx（3，:)，2,1）';

参考

[1]艾哈迈德，R.，J. Gazzarri，R.杰基，S. Onori，S.哈比比，等。“健康和电动汽车的应用老年锂离子电池的基于模型的参数辨识。”SAE国际期刊替代动力的。DOI：10.4271 / 2015-01-0252，4（2）：2015。

[2] Gazzarri，J.，N. Shrivastava，R。杰基，和C. Borghesani。“电池组建模，仿真，并部署在多核实时目标。”SAE国际航空动力学的。DOI：10.4271 / 2014-01-2217，7（2）：2014。

[3] Huria，T.，M. Ceraolo，J. Gazzarri和R.杰基。“高保真电模型与用于表征和高功率锂电池单元的模拟热依赖性”。IEEE®国际电动车大会。2012年3月，第1-8页。

[4] Huria，T.，M. Ceraolo，J. Gazzarri和R.杰基。“简化的扩展卡尔曼滤波器观测器的商业权力本位LFP锂电池单元的SOC估算。”SAE技术论文2013-01-1544。DOI：10.4271 / 2013-01-1544，2013。

[5]杰基，R.“一个简单的，用于电气系统组件选择有效铅酸电池建模过程”。SAE技术论文2007-01-0778。DOI：10.4271 / 2007-01-0778，2007年。

[6]杰基，R.，G. Plett报道，和M.克莱因。“一个电池仿真模型的参数化使用数值优化方法。”SAE技术论文2009-01-1381。DOI：10.4271 / 2009-01-1381，2009年。

[7]杰基，R.，M。萨吉诺，T. Huria，M. Ceraolo，P. Sanghvi，和J. Gazzarri。“电池模型参数估计使用分层技术：一个例子使用磷酸铁锂电池”。SAE技术论文2013-01-1547。Warrendale，PA：SAE国际，2013。

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