Battery Equivalent Circuit
库:
Simscape /
Battery /
Cells
描述
Battery Equivalent Circuit 模块通过使用具有可变特性的电路元件以及零维集中质量热传导方程,对电池的电热动力学进行建模。您还可以使用此模块来仿真电池在短路、开路和热失控条件下的故障动态行为。要对电池的循环老化和日历老化进行建模,可以使用查表或经验关系式。该模块将电路元件的变量特性按电池电荷状态 (SOC) 作为自变量进行表格化展示,并可选地将电流方向、电流和温度作为自变量进行展示。该模块包含以下组成模型文件:
电气模型
开路电压与滞后模型
瞬时过电位模型
动态过电位模型
热模型
恒定温度
集中式热质量模型
循环老化模型
方程
与温度无关的表查找
基于温度的查表
日历老化模型
电阻老化模型
容量老化模型
故障模型
短路模型
开路模型
放热反应模型
电气模型
Battery Equivalent Circuit 模块通过组合特定电路拓扑结构中的电气电路元素来建模电池端电压。该图展示了等效电路拓扑结构,其基于可变电阻、可变电容及可变电压源。然而,Battery Equivalent Circuit 模块的实现完全使用 Simscape 语言编写。

所有电路元件都具有可变特性,这些特性取决于电池的其他状态:
OpenCircuitVoltage - 该模块将该电路元件的值按 SOC 值进行分组统计。
如果将热模型 参数设置为恒定温度、集总热质量 或按高度分布的热质量,则该电路元件还取决于二维查找温度。
如果将滞后模型 参数设置为单状态模型,则电压源的值将取决于电池之前的充放电历史。
R0, R1, R2, R3, Tau1, Tau2, Tau3 - 该模块将该电路元件的值按 SOC 值进行分组统计。
如果将热模型 参数设置为恒定温度、集总热质量 或按高度分布的热质量,则该电路元件还取决于二维查找温度。
如果将电阻参数的电流依赖性 参数设置为查找表 (电流方向性相关),那么电阻和电容的值也将随瞬时电流的充放电方向而变化。因此,如果有充放电参数表,您可以使用它们。如果流经电池的电流为正,则该模块将使用充电查找表中的参数。如果流经电池的电流为负值,则该模块将使用放电查找表中的参数。
如果将电阻参数的电流依赖性 参数设置为查找表 (电流相关),那么电阻和电容的值也将随电流的变化而变化。因此,如果有现成的参数表,您可以直接使用。 (自 R2025a 起)
SelfDischargeResistor - 如果将热模型 参数设置为恒定温度、集总热质量 或按高度分布的热质量,则该电路元件还取决于二维查找温度。
注意
对于所有基于表格的参数,Battery Equivalent Circuit 模块仅支持线性插值。若要进行外推,请将所有表的外插方法 参数设置为 Nearest、Linear 或 Error。
对于行和列,外推遵循行-列约定,即先按行索引,再按列索引。
电池等效电路通过求解基尔霍夫电压定律
来计算每个时间步长下的电池端电压,其中:
U 是电池端子电压。
是经过滞后校正的开路电压。该软件在仿真过程中的每个时间步长,都会更新电池的电荷状态 SOC、温度 T 以及依赖于它们的相应变量。
OCV(SOC,T) 是开路电压。
Uhyst(SOC,T) 是滞后电压。
是瞬时过电势。在仿真过程中的每个时间步长,该软件都会更新电池的 SOC、温度和电流方向 CurDir,以及依赖于这些参数的相应变量。
I 表示电池电流。如果 I 的值是正数,则该模块将使用电荷查找表参数。如果 I 的值是负数,则该模块将使用放电查找表参数。
是动态过电势。此可选术语取决于并联电阻器-电容器对的数量。该数值可在 1 到 3 之间变化。在仿真过程中的每个时间步长,该软件都会更新电池的 SOC、温度和电流方向,以及依赖于这些参数的相应变量。
ΔURCi 是并联电阻-电容器组合 i 的压降。该模块使用以下常微分方程计算电压降:
对于 Battery Equivalent Circuit 模块,I 在放电期间为负号,在充电期间为正号。在放电过程中,该模块从开路电压值中减去电池过电势,降低电池的端电压。在放电和充电情况下,过电势以热能的形式消散能量。该图显示了电池脉冲放电过程中电池过电势的变化。与瞬时过电势在最初几毫秒内迅速上升相反,电阻器-电容器对产生的动态过电势在脉冲期间缓慢上升。

电池不会立即对负载变化做出反应。它们需要一定时间才能达到稳定状态。这种随时间变化的属性是电池充电动态的结果。该模块通过等效电路中的并联 RC 部分对充电动态特性进行建模。
要模拟电池充电动态,请将并联电阻器-电容器对组 参数设置为以下值之一:
无动态特性 - 等效电路中不包含并联的 RC 电路。该电池的端子电压与内部充电电压之间不存在延迟。
单时间常数动态特性 - 等效电路包含一个并联的 RC 电路段。
双时间常数动态特性 - 等效电路包含两个并联的 RC 分路。
三时间常数动态特性 - 等效电路包含三个并联的 RC 分路。
该图展示了仅包含两个时常数动态过程且无自放电电阻的模块电路拓扑结构的电池等效电路。

在此图中:
R1 和 R2 是并联的 RC 电阻。如果要按温度对参数进行制表,请分别通过设置第一极化电阻,R1(SOC,T) 和第二极化电阻,R2(SOC,T) 参数来指定这些值。否则,请分别通过设置第一极化电阻,R1(SOC) 和第二极化电阻,R2(SOC) 参数来指定这些值。第一个 RC 对的压降与电极界面处化学反应产生的活化过电位直接相关。该动力学的时常数 τ1 通常小于 τ2,这表明其响应速度更快或动力学过程更快。第二个 RC 对的压降与浓度过电位有关,其变化速度通常比活化过电位慢。
C1 和 C2 是并联的 RC 电容。每个并联支路的时常数 τ 通过关系式 将 R 和 C 的值联系起来。如果按温度对参数进行制表,请使用 First time constant, tau1(SOC,T) 和 Second time constant, tau2(SOC,T) 参数为每个部分指定 τ;否则,请使用 First time constant, tau1(SOC) 和 Second time constant, tau2(SOC)。
R0 是瞬时电阻。如果要按温度对参数进行制表,请使用瞬时电阻,R0(SOC,T) 参数指定此值;否则,请使用瞬时电阻,R0(SOC)。
注意
电荷动力学参数还可能取决于电流的方向和电流大小。如果将电阻参数的电流依赖性 设置为 Lookup tables (current directionality dependent 或查找表 (电流相关),则过电势 部分中的参数会相应地发生变化。
Battery Equivalent Circuit 模块采用库仑计数法计算电池的 SOC:
其中:
Caged 表示电池的老化容量。
ID,SD 是自放电电流消耗。该方程给出了自放电电阻的电流消耗,您可以将其作为温度的函数制作成表格 T:
RSD(T) 是自放电电阻。
OCVinternal 是内部开路电压。
Battery Equivalent Circuit 模块通过将以下量相加来计算电池的产热率:
等效电路拓扑中所有电阻的功耗项。该术语也被称为不可逆产热。该量包含欧姆热和活化过电位热项。
基于熵的可逆产热
断裂电芯行为产生的产热项:
短路电阻(或并联电阻)
开路电阻(或串联电阻)
热失控反应热
该方程表示以下求和:
,其中:
电池的滞后现象描述了开路电压 (OCV) 与充放电历史之间的依赖关系。滞后仅间接取决于开路电压 (OCV)。
通过在完整的充放电循环过程中测量开路电压 (OCV) 所获得的数据,称为主循环。如果电池仅处于部分充电或放电状态,测得的开路电压 (OCV) 会形成一个微小环路。小环在电荷延迟后接近大环。这种效应在锂离子电池中尤为显著,并对 SOC 估算产生重大影响。
Battery Equivalent Circuit 模块通过使用单状态模型
来模拟滞后现象,其中:
Uhyst 是滞后电压。
H 定义了滞后状态。该模块使用以下常微分方程来计算滞后状态:
γ 是滞后率。
Caged 表示电池的老化容量。
M 是当按温度对参数进行制表时最大动态滞后电压,MaximumHysteresisVoltageThermal(SOC,T) 参数的值;否则,该值为最大动态滞后电压,MaximumHysteresisVoltage(SOC)。
M0 是当按温度对参数进行制表时瞬时滞后电压,InstantaneousHysteresisVoltageThermal(SOC,T) 参数的值,否则为瞬时滞后电压,InstantaneousHysteresisVoltage(SOC)。
有关滞后及其建模方法的更多信息,请参阅 对电池中的电压滞后建模 示例。
当电池端子处于开路状态时,内部电流仍会使电池放电。这种现象被称为自放电。要启用并模拟此效果,请将自放电 参数设置为已启用。
该模块通过在基本电池模型的端子之间设置一个随温度变化的电阻 RSD(T) 来模拟这些内部电流。如果按温度对参数进行制表,请使用自放电电阻,SelfDischargeR(T) 参数指定该电阻的查表值;否则,请使用自放电电阻,SelfDischargeR 参数。
热模型
将热模型 参数设置为集总热质量 可在 Battery Equivalent Circuit 模块中添加一个热模型。该模型在每个时间步长上计算电池温度。该模块将此温度用于所有与温度相关的查找表。集中热质量引入了以下常微分方程:
,其中:
Mth 是电池的热质量。
是通过 H 热端传递的热量。
为了提高热模型的精度并模拟块体内部的热梯度,您可以沿单元高度对热模型进行离散化处理。要对热模型进行高度离散化,请将热模型 参数设置为按高度分布的热质量。随后,该模块会暴露 HDist 热端口,这是一个热节点数组,代表了沿单元高度方向的节点。为了计算电芯的电学特性,该模块采用离散化热节点的平均值。 (自 R2024b 起)
循环老化模型
电池老化是指电池在反复充放电循环过程中性能逐渐下降的现象。
通过将循环老化模型 参数设置为以下选项之一,该模块可帮助您对电池老化进行建模:
Disabled - 不要对衰减特性进行建模。
方程 - 电池容量和端电阻与 成正比。开路电压与 N 成正比。如果启用了自放电电阻或任何时间常数,其值将与 成正比。
查找表 (温度无关) - 基础参数百分比变化的查表,该变化是放电循环次数 N 的函数。
查找表 (恒温相关) - 基础参数百分比变化的查表,该变化取决于放电循环次数和当前电池温度。仅当电池工作温度基本保持恒定时,才应使用此选项。对于温度变化的电池,请使用查找表 (温度相关) 或查找表 (温度和电流相关)。
查找表 (温度相关) - 基础参数百分比变化的查表,该变化取决于放电循环次数和当前电池温度。由于该模块在内部计算下一个时间步长下基础参数的值的方式,因此该表中的数据必须随着放电循环次数的增加或减少而严格单调递增或递减。如果您的电池在温度波动的环境下工作,请使用此选项。对于温度接近恒定的电池,请使用查找表 (恒温相关) 以获得更好的仿真性能。 (自 R2025a 起)
查找表 (温度和电流相关) - 基础参数百分比变化的查表,该变化取决于放电循环次数、当前电池温度和当前电芯电流。由于该模块在内部计算下一个时间步长下基础参数的值的方式,因此该表中的数据必须随着放电循环次数的增加或减少而严格单调递增或递减。如果您的电池在温度波动的环境下工作,请使用此选项。 (自 R2025a 起)
有关骑行老化以及本模块中使用的方程的更多信息,请参阅 [4]、[5]、[9]、[11] 和 [12]。
当将循环老化模型 参数设置为方程 时,基本电池模型的开路电压会随放电循环次数成比例地衰减,衰减关系为 n:
,其中 δOCV(N,T) 表示经过 N 个放电循环后开路电压的百分比变化。使用 NumDisCycles 次放电循环后开路电压变化 (%) 参数指定 δOCV(N,T)。
注意
Battery Equivalent Circuit 模块追踪电流并随时间对其进行积分。放电循环次数 n 取决于循环计算方法 参数的值:
等效循环 - 该模块使用老化容量计算放电循环次数。
等效全循环 - 该模块使用电池容量 参数的值来计算放电循环次数
该模块用于计算 SOC 的标称电量会随着放电循环次数的平方根而逐渐衰减:
,其中 C 为初始容量,δC(N,T) 为经过 N 个放电循环后容量的百分比变化。使用 Change in capacity after NumDisCycles discharge cycles (%) 参数指定 δC(N,T)。
电池模型中的所有电阻值也会随放电循环次数的平方根而衰减:
,其中 δRi(N,T) 表示经过 N 个放电循环后,第 i 个电阻值的百分比变化量。使用 Change in resistance after NumDisCycles discharge cycles (%) 参数指定 δRi(N,T)。
根据您对该模块的配置不同,电阻值包括以下这些值:
瞬时电阻--使用 Change in instantaneous resistance after NumDisCycles discharge cycles (%) 参数指定在 NumDisCycles 个周期内的百分比变化。
自放电电阻--使用 NumDisCycles 次放电循环后自放电电阻变化 (%) 参数指定在 NumDisCycles 个循环内的百分比变化。
首次充电动力学电阻--使用 NumDisCycles 次放电循环后第一极化电阻变化 (%) 参数指定在 NumDisCycles 个周期内的百分比变化。
二次充电动力学电阻--使用 NumDisCycles 次放电循环后第二极化电阻变化 (%) 参数指定在 NumDisCycles 个周期内的百分比变化。
第三次充电动态电阻--使用 NumDisCycles 次放电循环后第三极化电阻变化 (%) 参数指定在 NumDisCycles 个周期内的百分比变化。
注意
您还可以使用温度相关、独立于温度的查找表或温度与电流相关的查找表来建模电池的充放电老化特性。选择其中一个选项会相应地更改该模块的参数。
日历老化模型
您可以对电池闲置时发生的性能衰减进行建模。时间推移会影响内部电阻和容量。特别是,电阻的增加因各种机制而异,例如在阳极和阴极处形成固体电解质界面 (SEI) 以及集流体的腐蚀等。这些过程主要取决于存储温度、存储时的 SOC 以及存储时间。
要在 Battery Equivalent Circuit 模块中模拟日历老化,请将电阻日历老化 或容量日历老化 参数之一设置为已启用,然后将建模选项 参数设置为以下值之一:
基于方程
随温度变化的数据表
数据表: 时间和温度
注意
Battery Equivalent Circuit 模块仅在初始化时应用日历老化机制。当将电阻日历老化 或容量日历老化 参数设置为已启用 时,该模块会暴露时间间隔向量 参数,该参数表示在仿真开始前电池的老化时间。此选项在仿真过程中不包含日历 aging。
有关账龄分析以及本模块中使用的计算公式的更多信息,请参阅 [9] 和 [12]。
这些方程定义了电池因日历老化而导致的端电阻增加:
其中:
Voc 是存储期间归一化开路电压,V/Vnom 参数。
R0 是内阻 参数。
ti 是从时间间隔向量参数派生出的时间采样。
Ti 源自温度断点,T 参数。
bR 即端电阻随电压变化的线性缩放系数,b 参数。
cR 即端电阻随电压变化的常偏移量,c 参数。
dR 即端电阻随温度变化的指数递增系数,d 参数。
aR 即端电阻时间指数,a 参数。
q 是电子的基本电荷,单位为库仑。
k 是玻尔兹曼常数,单位为焦耳每开尔文。
这些方程描述了电池因日历老化导致的容量衰减:
其中:
C 是初始容量。
bC 即容量随电压变化的线性缩放系数,b 参数。
cC 即容量随电压变化的常偏移量,c 参数。
dC 即 Capacity temperature-dependent exponential increase, d 参数。
aC 即 Capacity time constant, a 参数。
如果将存储条件 参数设置为指定存储期间的荷电状态,该模块将利用存储期间的 SOC 值与温度对应的查表电压 V0,将存储期间的 SOC 转换为归一化开路电压。
老化后的端电阻是端电阻 R0(SOC,T)、电阻增幅百分比 dR0 以及描述日历老化随时间变化的幂律的乘积:
其中:
T 是电池温度。如果要按温度对参数进行制表,请使用温度断点,T 参数指定 T 断点。
Tst 是存储温度向量 参数。
tst,i 和 tst,i-1 是从时间间隔向量 参数推导出的时间采样点。
t0 等于 0。
tst,m 是软件测得电阻增加的时刻,dR0。
该公式同样适用于计算老化电池的容量。
老化后的端电阻等于端电阻 R0(SOC,T) 与 dR0:
的乘积
该公式同样适用于计算老化电池的容量。
模型故障
要在 Battery Equivalent Circuit 模块中建模一个故障,请在故障 部分中,点击您要建模的故障旁边的添加故障。有关故障建模的更多信息,请参阅 故障行为建模与故障触发。
Battery Equivalent Circuit 模块支持三种不同的故障类型:
附加电阻故障 - 串联电阻的电阻值范围从 0 欧姆到您指定的值。当额外的串联电阻较高(大于 1000 欧姆)时,您可以利用此故障来模拟开路电芯,或者模拟异常的内阻。

内部短路故障--并联电阻的阻值范围从无穷大到您指定的值。

放热反应--利用此故障仿真热失控事件。放热化学反应发生在电芯水平上。在低温下,反应速率较低,自热速率也不显著。在较高温度下,放热反应的速率呈指数级增长。电池产生的热量超过了其能够散发的热量。温度开始呈指数级上升,达到热失控状态,电池随即开始燃烧。在燃烧过程中,电芯的电学行为相当于开路。

放热速率是反应程度和电池温度的函数:
,其中:
Kscale 是一个常数,用于对反应方程式进行标度,以确定反应进行的速度。
ξ 表示反应程度。如果反应程度为 0,则说明反应尚未开始。如果反应程度为 1,则说明反应已消耗了所有可能的反应物,反应已完成。
ρ 是反应级数 参数的值,它定义了反应速率与反应程度之间呈多项式关系。
是阿伦尼乌斯方程,用于描述温度依赖性。Ea 是活化能(单位为 kJ/mol),而 R 等于 8.314 J/K/mol。
该模块通过使用放热起始温度 参数来计算 Kscale。放热起始温度是指在加速速率热量法 (ARC) 试验中,自热速率超过每分钟 0.02 摄氏度的阈值时,反应热速率会使测试池温度缓慢升高的温度。如果温度超过该值,反应就会进入自维持状态,并最终引发失控反应。
在 ARC 试验中,放热起始时的放热速率等于:
,其中:
TEO 是放热起始温度(单位:开尔文)。
Mth,cell 是电芯的热质量。
dTdtEO 是电芯处于放热起始温度时,电芯温度的变化率。典型值每分钟 0.02 摄氏度。
然后,可以将 K尺度 作为 dTdtEO、TEO、电芯的热质量以及活化能的函数进行计算:
随着反应的进行,电池中的一部分物质会分解成气体。这些气体散逸到环境中。这些材料的流失会降低电池的热容量。为了对这种热质量损失进行建模,热质量随反应程度呈线性递减。要控制热质量随反应程度而减少的速率,请相应地设置排放热质量百分比 参数。
您可以通过使用触发器类型 参数来指定故障的发生方式和时间。
如果将触发器类型 参数设置为计时,则当仿真时间达到您为触发故障的时间 参数指定的值时,Battery Equivalent Circuit 模块将触发故障事件。
对于放热反应故障,如果将触发器类型 设置为行为,当温度超过触发温度 参数的值时,Battery Equivalent Circuit 模块将触发故障事件。
如果将触发器类型 设置为条件,则可以选择 Battery Equivalent Circuit 模块中的故障是否可逆 (自 R2025a 起)。要建模不可逆故障,请点击打开故障属性 打开“属性检查器”,然后选择 Trigger stays on once activated 参数。当触发条件首次为真时,该模块进入故障状态,并在后续的整个仿真过程中保持该故障状态。要建模可逆断层,请清除 Trigger stays on once activated 参数。当触发条件为真时,该模块进入故障状态;当触发条件为假时,该模块进入非故障状态。
注意
放热反应故障和内部短路故障不支持可逆故障。
有关向模块添加故障以及指定故障触发条件的更多信息,请参阅 Introduction to Simscape Faults。
部件集合
您可以通过使用 Simscape Battery 部件集合中代表特定供应商组件的部件,对 Battery Equivalent Circuit 模块进行参数化。
这些部件模拟了电池的稳态电气参数。这些部件根据制造商数据手册中的特性曲线定义了 Open-circuit voltage (SOC)、瞬时电阻,R0(SOC,T)、电池容量、电芯容量百分比变化,CapacityChange(N) 和 Percentage change in open-circuit voltage, OCVChangeVec(N) 参数。这些部件并未将串联电阻随电池循环寿命的变化以及动态 RC 网络参数纳入参数化考虑。相反,每个部分都是将 RC 电路中各电阻的净电阻与特定参数化数据的串联电阻相加。要填充 RC 参数数据,请从串联电阻数据中减去 RC 网络的净电阻。该软件通过假设电池的比热为 900 J/kg·K 来估算电池的热质量。因此,热质量等于制造商数据手册中电池重量的 900 倍。
现有数据对应于不同温度下 1 C 的放电电流,直至达到数据手册中规定的最小端子电压。该软件会对低于最小终端电压的数据进行外推。开路电压 (OCV(SOC)) 这一参数与温度无关。在较低温度下,当 SOC 处于较低区域时,端电阻保持恒定,且等于端子电压最低时的电阻值。在此工况下,电池通常会产生较大的热损耗。
有关可用组件的列表,请参阅 Simscape Electrical Part Collection (Simscape Electrical)。
生成推导数据表
自 R2025a 起
您可以为 Battery Equivalent Circuit 模块生成一个推导数据表,其中包含与器件制造商在其数据手册中提供的摘要表和特性图类似的摘要表和特性图。内置 MATLAB® 脚本根据模型中的参数值计算模块级特性。使用推导数据表,可探索参数选择对器件特性的影响,帮助您选择制造部件,或与组织内的其他成员分享您的组件级设计。
Battery Equivalent Circuit 模块的推导数据手册包含充电、放电、循环寿命、储存寿命和滞后特性等内容。
要生成推导数据表,请执行以下操作:
在模块对话框的实用工具部分中,点击推导数据表参数旁边的打开实时脚本按钮,打开 MATLAB 脚本。
点击脚本中的 Generate Data Sheet 按钮。
在 R2026a 之前的版本中: 要打开 MATLAB 脚本,请双击该模块以打开模块参数 窗口,切换到描述 选项卡,然后点击 Generate Datasheet 超链接。
变量
要在仿真之前设置模块变量的优先级和初始目标值,请使用模块对话框或属性检查器中的初始目标部分。有关详细信息,请参阅设置模块变量的优先级和初始目标值。
标称值提供了一种指定模型中变量的预期模的方法。使用基于标称值的系统缩放可提高仿真的稳健性。您可以使用不同的来源指定标称值,包括使用模块对话框或属性检查器中的标称值部分。有关详细信息,请参阅System Scaling by Nominal Values。
公共变量(在 Probe 模块中可见)
Battery Equivalent Circuit 模块包含以下公共变量,您可以使用 Probe 模块对这些变量进行探测:

batteryCurrent- 通过电池端子测得的总电流。默认情况下,该变量的单位为安培。batteryTemperature- 该模块用于根据电阻和开路电压进行查表的电池平均温度。如果将热模型 参数设置为恒定温度,则batteryTemperature变量的值将等于指定的温度值。如果将热模型 参数设置为集总热质量,则batteryTemperature变量是一个在仿真过程中会发生变化的微分状态。batteryVoltage- 电池端子电压,即正负极之间的电压差。默认情况下,该变量的单位为伏特。capacityCyclingChange- 经过指定放电循环次数后,电池容量的变化百分比。默认情况下,该变量是无量纲的。charge- 从电池中汲取或向电池中补充的电荷。默认情况下,该变量的单位为 A*h。heatGenerationRate- 电池总产热率。如果启用了放热故障,该模块会通过将所有电阻损耗、可逆加热贡献以及放热反应热量相加来计算产热率。默认情况下,该变量的单位为瓦特。hysteresisState- 处于 [-1,1] 范围内的滞后状态。值为 1 表示该模块正在使用该时间步的充电开路电压曲线。值为 -1 表示该模块在该时间步长下使用放电开路电压曲线。默认情况下,该变量是无量纲的。isCurrentInterruptionTempExceeded- 一个布尔值,用于指示在热失控事件期间,电池是否超过了其电流中断温度。该变量仅在建模断层时才相关。isExothermFaulted- 一个布尔值,用于指示电池模型是否已进入热失控或放热模式。该模式可根据故障模型规范,由高温触发或按定时方式启动。该变量仅在建模断层时才相关。numCycles- 电池的等效放电循环次数。计数器从零开始,每当从电池中汲取等量的放电电荷时,计数器就增加 1。默认情况下,该变量是无量纲的。ocv- 经温度、老化和电荷状态校正后的电池开路电压。默认情况下,该变量的单位为伏特。power_dissipated- 电阻产热速率或耗散功率。默认情况下,该变量的单位为瓦特。r0CyclingChange- 经过指定放电循环次数后,电池瞬时电阻的变化百分比。默认情况下,该变量是无量纲的。r1CyclingChange- 经过指定放电循环次数后,电池初始极化电阻的变化百分比。默认情况下,该变量是无量纲的。r2CyclingChange- 经过指定放电循环后,电池第二极化电阻的变化百分比。默认情况下,该变量是无量纲的。r3CyclingChange- 经过规定放电循环次数后,电池第三极化电阻的变化百分比。默认情况下,该变量是无量纲的。reactionExtent- [0,1] 区间内放热反应的进行过程。最初,该变量的值是 0。该变量仅在建模断层时才相关。reactionHeatRate- 放热反应产生的热量(若已启用放热反应故障功能)。默认情况下,该变量的单位为瓦特。reversibleHeat- 熵变化带来的可逆热效应。默认情况下,该变量的单位为瓦特。selfDischargeRCyclingChange- 经过指定放电循环次数后,电池自放电电阻的变化百分比。默认情况下,该变量是无量纲的。stateOfCharge- 通过库仑计数法获得的电池电荷状态。默认情况下,该变量是无量纲的。voltageDropRC1- 等效电路模型中第一个 RC 支路引起的压降。默认情况下,该变量的单位为伏特。voltageDropRC2- 等效电路模型中第二个 RC 支路引起的压降。默认情况下,该变量的单位为伏特。voltageDropRC3- 等效电路模型中第三个 RC 支路引起的压降。默认情况下,该变量的单位为伏特。
示例
端口
守恒
参数
参考
[1] Zhang, Ran, and Zhengqiang Pan. “Model Identification of Lithium-Ion Batteries Considering Current-Rate Effects on Battery Impedance.” In 2019 4th International Conference on Power and Renewable Energy (ICPRE), 305–9. Chengdu, China: IEEE, 2019. https://doi.org/10.1109/ICPRE48497.2019.9034704R.
[2] Baronti, Federico, Nicola Femia, Roberto Saletti, Ciro Visone, and Walter Zamboni. “Hysteresis Modeling in Li-Ion Batteries.” IEEE Transactions on Magnetics 50, no. 11 (November 2014): 1–4. https://doi.org/10.1109/TMAG.2014.2323426
[3] Baronti, F., W. Zamboni, N. Femia, R. Roncella, and R. Saletti. “Experimental Analysis of Open-Circuit Voltage Hysteresis in Lithium-Iron-Phosphate Batteries.” In IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 6728–33, 2013. https://doi.org/10.1109/IECON.2013.6700246
[4] Ramadass, P., Bala Haran, Ralph White, and Branko N. Popov. “Mathematical Modeling of the Capacity Fade of Li-Ion Cells.” Journal of Power Sources 123, no. 2 (September 2003): 230–40. https://doi.org/10.1016/S0378-7753(03)00531-7
[5] Ning, Gang, Bala Haran, and Branko N. Popov. “Capacity Fade Study of Lithium-Ion Batteries Cycled at High Discharge Rates.” Journal of Power Sources 117, no. 1–2 (May 2003): 160–69. https://doi.org/10.1016/S0378-7753(03)00029-6
[6] Plett, Gregory L. Battery Management Systems. Volume I, Battery Modeling. Artech House, 2015.
[7] Guangming Liu, et al. "A Comparative Study of Equivalent Circuit Models and Enhanced Equivalent Circuit Models of Lithium-Ion Batteries with Different Model Structures". 2014 IEEE Conference and Expo Transportation Electrification Asia-Pacific (ITEC Asia-Pacific), IEEE, 2014, pp. 1–6. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1109/ITEC-AP.2014.6940946.
[8] Lee, SoDuk, et al. Modeling and Validation of 12V Lead-Acid Battery for Stop-Start Technology. 2017, pp. 2017-01–1211. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.4271/2017-01-1211.
[9] Yi Li, Kailong Liu, Aoife M. Foley, Alana Zülke, Maitane Berecibar, Elise Nanini-Maury, Joeri Van Mierlo, Harry E. Hoster. "Data-driven health estimation and lifetime prediction of lithium-ion batteries: A review". Renewable and Sustainable Energy Reviews 113, 2019, ISSN 1364-0321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109254.
[10] Roy, Probir Kumar, Mohammad Shahjalal, Tamanna Shams, Ashley Fly, Stoyan Stoyanov, Mominul Ahsan, and Julfikar Haider. 2023. "A Critical Review on Battery Aging and State Estimation Technologies of Lithium-Ion Batteries: Prospects and Issues" Electronics 12, no. 19: 4105. https://doi.org/10.3390/electronics12194105
[11] Perez, HE, Hu, X, Dey, S & Moura, SJ 2017, 'Optimal Charging of Li-Ion Batteries with Coupled Electro-Thermal-Aging Dynamics', IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 66, no. 9, 7867072, pp. 7761-7770. https://doi.org/10.1109/TVT.2017.2676044
[12] Schimpe, M., et al. "Comprehensive Modeling of Temperature-Dependent Degradation Mechanisms in Lithium Iron Phosphate Batteries". Journal of The Electrochemical Society, vol. 165, no. 2, 2018, pp. A181–93. DOI.org (Crossref) , https://doi.org/10.1149/2.1181714jes. CloseDeleteEdit
扩展功能
版本历史记录
在 R2023b 中推出另请参阅
主题
- Characterize Powertrain Blockset and Simscape Battery Blocks (App) (Model-Based Calibration Toolbox)
- Simscape Electrical Part Collection (Simscape Electrical)




