Simulink 의 배터리가 충전될 때 SOC 는 어떻게 변화해야 합니까?

배터리 SOC 를 모델링하는 경우 Simulink 의 배터리 모듈을 자주 사용합니다. 이번 호에서는 Matlab 의 도움말 파일에 따라 배터리 모듈 사용 방법을 간략하게 설명합니다. Simulink 의 배터리 모듈은 다음 그림과 같습니다.

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배터리 모듈을 두 번 클릭하면 매개변수 설정 인터페이스가 나타납니다.

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배터리 충전 용량 매개 변수가 무한대로 선택된 경우 모듈은 배터리를 직렬 저항기와 정전압 소스로 모델링합니다. 배터리 충전 용량 매개 변수에 제한이 있는 경우 모듈은 배터리를 직렬 저항과 충전과 관련된 전압 소스로 시뮬레이션합니다. 제한된 경우 전압은 전하의 함수이며 다음과 같은 관계가 있습니다.

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여기서 SOC (충전 상태) 는 현재 충전과 정격 배터리 용량의 비율입니다. V0 은 배터리가 무부하 상태에서 완전히 충전될 때의 전압으로 정격 전압 Vnom 매개변수로 정의됩니다. 베타는 상수이다.

2. 배터리 감쇠 모델

배터리 충전 용량이 제한된 배터리 모델의 경우 방전 주기 수에 따라 배터리 성능 저하를 모델링할 수 있습니다. 이런 퇴화를 배터리 퇴화라고 한다.

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여기서 λAH 는 배터리 공칭 용량의 배수입니다. λR0 은 배터리 직렬 저항의 배수입니다. λV 1 은 전압 V 1 의 승수입니다. N 은 방전 주기가 완료된 횟수입니다. N0 은 시뮬레이션이 시작되기 전에 완료된 전체 방전 주기 수입니다. AH 는 정격 배터리 용량 (암페어 시간) 입니다. I(t) 는 순간 배터리 출력 전류입니다. H(i(t)) 는 순간 배터리 출력 전류의 하이비세 함수입니다. 인수가 음수이면 이 함수는 0 을 반환하고, 인수가 양수이면 1 을 반환합니다.

열 효과 모델링

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여기서 t 는 배터리 온도입니다. T 1 은 공칭 측정 온도입니다. λV 는 V0 의 매개 변수 온도 상관 계수입니다. 베타는 배터리 모델과 동일한 방식으로 계산됩니다.

내부 직렬 저항, 자체 방전 저항 및 충전 동적 저항도 온도의 함수입니다.

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여기서 λR 은 매개변수 온도 상관 계수입니다.

배터리 동역학 모델

충전 동적 매개 변수는 배터리 충전 역학을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니다.

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동적 없음-등가 회로에는 병렬 RC 섹션이 포함되지 않습니다. 배터리의 끝 전압과 내부 충전 전압 사이에는 지연이 없습니다.

시간 상수 동적-등가 회로에는 병렬 RC 컴포넌트가 포함되어 있습니다. 첫 번째 시간 상수 매개변수를 사용하여 시간 상수를 지정합니다.

두 개의 시간 상수 동적-등가 회로는 두 개의 병렬 RC 구성요소로 구성됩니다. 첫번째 및 두번째 시간 상수 매개변수를 사용하여 시간 상수를 지정합니다.

세 개의 시간 상수 동적-등가 회로에는 세 개의 병렬 RC 컴포넌트가 포함되어 있습니다. 첫번째 시간 상수, 두번째 시간 상수 및 세번째 시간 상수 매개변수를 사용하여 시간 상수를 지정합니다.

4 시간 상수 동적 특성-등가 회로는 4 개의 병렬 RC 구성요소로 구성됩니다. 1 차 시간 상수, 2 차 시간 상수, 3 차 시간 상수 및 4 차 시간 상수 매개변수를 사용하여 시간 상수를 지정합니다.

5 개의 시간 상수 동적-등가 회로에는 5 개의 병렬 RC 컴포넌트가 포함되어 있습니다. 1 차 시간 상수, 2 차 시간 상수, 3 차 시간 상수, 4 차 시간 상수 및 5 차 시간 상수 매개변수를 사용하여 시간 상수를 지정합니다.

다음 그림은 두 시간 상수 역학에 대한 모형 다이어그램을 보여 줍니다.

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RRC 1 및 RRC2 는 병렬 RC 저항입니다. 이러한 값은 각각 첫 번째 분극 저항과 두 번째 분극 저항 매개변수를 사용하여 지정됩니다.

CRC 1 및 CRC2 는 병렬 RC 콘덴서입니다. 시간 상수에는 관계 C=τ/R 을 사용하여 R 과 C 의 값을 연관시키고, 첫 번째 및 두 번째 시간 상수 매개변수를 사용하여 각 장치에 대한 τ를 지정합니다.

R0 은 직렬 저항입니다. 내부 저항 매개변수를 사용하여 이 값을 지정합니다.

전압-전하 특성을 그립니다.

빠른 그리기 기능을 사용하면 배터리 모형 매개변수 값의 전압-전하 특성을 시각화할 수 있습니다. 특성도를 그리려면 모델에서 배터리 모듈을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 전기 >; 기본 특징. 소프트웨어는 모듈의 매개변수 값을 기준으로 차감 조건 세트를 자동으로 계산하고 모듈의 무부하 전압과 부하 상태 (SOC) 간의 관계가 포함된 그래픽 창을 엽니다.

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6. 매개변수 설정

공칭 전압, Vnom

배터리가 완전히 충전되었을 때의 무부하 전압.

내저항

배터리 내부 저항

배터리 충전 용량

배터리 충전 용량 모델링 옵션 선택:

무한-배터리 전압은 배터리에서 추출한 전력과 관련이 없습니다.

Refine-배터리 전압은 전력이 감소함에 따라 낮아진다.

암페어 시간 등급

암페어 시간 단위의 최대 (공칭) 배터리 전력입니다.

충전이 AH 1 일 때 전압 V 1

공전압이 V 1 일 때 충전 수준이 AH 1 일 때 배터리의 기본 출력 전압은 충전 매개변수 AH 1 에 의해 지정됩니다.

이 매개변수는 공칭 전압 Vnom 보다 작아야 합니다.

무부하 전압이 V 1 일 때 AH 1 충전

충전 매개변수가 AH 1 인 경우 전압 V 1 지정된 무부하 출력 전압에 해당하는 배터리 충전 레벨입니다.

7. 시뮬레이션

12V 납산 배터리 모델의 경우 배터리 충전 및 방전 모델은 다음 그림과 같습니다.

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여기서 SOC 계산은 안시적분법을 나타냅니다. 시뮬레이션 결과는 다음 그림과 같습니다.

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따라서 배터리 모델은 SOC 의 변화 관계를 잘 반영할 수 있습니다.

더 나은 읽기 경험을 위해 CSDN 을 엽니 다.

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