主要内容

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Module (Generated Block)

生成的电池模组 Simscape 模型

自 R2022b 起

  • Module custom block

描述

Module 模块代表电池模组的自定义生成系统模型。您可以通过将 Module 对象作为输入参量,使用 buildBattery 函数来创建此 Simscape™ 模块。Module 生成的模块位于 Simulink 库中,该库由您在 buildBattery 函数的 LibraryName 参量中指定。

注意

为支持结构变更和进一步自定义,当您将父库中的Module (Generated Block)掩码库模块添加到 Simulink® 模型时,所链接的模块将不包含指向父库模块的链接或路径。若修改任何电池结构属性(如 NumSeriesAssembliesNumParallelCells),必须重新构建原始父库,并在模型中重新复制该模块。

有关父模块和关联模块的更多信息,请参阅链接模块

变量

要在仿真前为模块变量设置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

有关 ParallelAssembly 模块中所有变量的详细列表,请参阅 初始目标(变量) 部分。

注意

电芯级组件的变量值指的是单个物理电芯的值,而非电芯模型的值。 (自 R2023a 起)

例如,考虑一个由 10 个电芯并联组成的并联组件,并采用集中模型分辨率进行解析。ParallelAssembly 生成的代码模块将电芯组件的变量 v 暴露为 vCell。对于电压为 4.2 V 的电芯,vCell 等于 4.2 V。在 R2023a 之前,生成的模块会使用后缀 CellModel 暴露电芯变量,并代表其所表示的整个模型的变量。例如,使用之前生成的 ParallelAssembly 模块时,该模块暴露了一个名为 vCellModel 的变量,其值等于 4.2*10 = 42V

名义值为在模型中指定变量的预期大小提供了一种方法。基于标称值的系统缩放可提高仿真鲁棒性。标称值可来自不同来源,其中之一是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

示例

端口

输入

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电芯平衡端口,指定为物理信号。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 BalancingStrategy 属性设置为 "Passive"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 BalancingStrategy 属性设置为 "Passive"

输出

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注意

该模块的输出端口取决于您用于创建与此模块关联的电池对象的 Simscape 电芯模型模块。如果 Simscape 电池模型模块具有输出端口,则电池构建器会将这些输出端口转发至所有父级生成的模块 - 这些模块中均包含该电池对象作为子组件。

例如,若创建一个自定义的 Simscape 电芯模型模块,其具有电压输出端口,最终使用该模块创建另一个模块,则此模块将具有电压输出端口。有关自定义电芯模型模块的更多信息,请参阅 CellModelBlock 对象的 CellModelBlockPath 属性。

自 R2024b 起

电芯级别的荷电状态,指定为物理信号。

依赖关系

要启用此端口,请将电池(基于表格)模块用作此模块的 Cell 子对象的组件模型模块,并启用 SOC 端口。

守恒

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与电池模组正极相关的节电端口。

与电池模组负极端相连的节电端口。

与环境热路径关联的保温端口。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 AmbientThermalPath 属性设置为 "CellBasedThermalResistance"。或者,在 Module 对象作为子组件的父对象中,将 AmbientThermalPath 属性设置为 "CellBasedThermalResistance"

与冷却液热路径关联的保温端口。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 CoolantThermalPath 属性设置为 "CellBasedThermalResistance"。或者,在 Module 对象作为子组件的父对象中,将 CoolantThermalPath 属性设置为 "CellBasedThermalResistance"

注意

若在 Module 对象内部,或在 Module 对象所属的顶级父对象内部,将 CoolingPlate 属性设置为 "Top""Bottom",则该端口将被禁用。

自 R2024a 起

与最小 X 轴表面边界关联的热保护端口,指定为一个 N×1 向量或标量。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 XminThermalNodes 属性设置为 "Scalar""Vectorized"

自 R2024a 起

与最大 X 轴表面边界关联的热保护端口,指定为 N×1 向量或标量。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 XmaxThermalNodes 属性设置为 "Scalar""Vectorized"

自 R2024a 起

与最小 Y 轴表面边界关联的热保护端口,指定为一个 N×1 向量或标量。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 YminThermalNodes 属性设置为 "Scalar""Vectorized"

自 R2024a 起

与最大 Y 轴表面边界关联的热保护端口,指定为 N×1 向量或标量。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 YmaxThermalNodes 属性设置为 "Scalar""Vectorized"

自 R2024a 起

与蛇形冷却板边界相关的保温端口。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 SerpentineCoolingPlate 属性设置为 "SingleSidedAlongStackingAxis""DoubleSidedAlongStackingAxis"

热保护端口用于将模组的顶部与冷却板连接。该端口的尺寸取决于系统中的模型数量。若将 ModelResolution 属性设置为 “Lumped”,则该端口输出标量。若将 ModelResolution 属性设置为 “Detailed”,该端口将输出一个向量,其大小等于系统中的电芯数量。若将 ModelResolution 属性设置为 “Grouped”,该端口输出的向量大小将取决于分组策略。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 CoolingPlate 属性设置为 "Top"。或者,将 CoolingPlate 属性设置为 "Top",该设置需在包含 Module 对象作为子组件的父对象内部进行。

热保护端口用于将模组底部与冷却板连接。该端口的尺寸取决于系统中的模型数量。若将 ModelResolution 属性设置为 “Lumped”,则该端口输出标量。若将 ModelResolution 属性设置为 “Detailed”,该端口将输出一个向量,其大小等于系统中的电芯数量。若将 ModelResolution 属性设置为 “Grouped”,该端口输出的向量大小将取决于分组策略。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 CoolingPlate 属性设置为 "Bottom"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 CoolingPlate 属性设置为 "Bottom"

自 R2024a 起

本模组内部并联组件的正极端口关联的节点数组保持端口。该数组中的每个元素均对应本模组内部并联组件的一个正极端子。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 BalancingStrategy 属性设置为 "External"。或者,在任何包含 Module 对象作为子组件的父电池对象内部,将 BalancingStrategy 属性设置为 "External"

自 R2024a 起

本模组内部并联组件负极端关联的节点阵列,其端口保持特性。该数组的每个元素均对应本模组内部并联组件的一个负极端子。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 BalancingStrategy 属性设置为 "External"。或者,在任何包含 Module 对象作为子组件的父电池对象内部,将 BalancingStrategy 属性设置为 "External"

参数

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注意

这些参数和变量的名称取决于您在构成此模组的基础 Cell 对象的 CellModelOptions 属性中指定的块。

本页中的参数和变量名称均指代一个包含 Battery (Table-Based) 模块作为电芯组件模型模块的 Cell 对象。若为电芯组件模型指定自定义模块,参数和变量的名称可能有所不同。

此模块的参数需在电芯级别进行设置,具体取决于您如何定义用于生成此自定义模型的 Module 对象。模块参数分为以下几个部分:

  • 动态特性

  • 衰减

  • 日历老化

  • 电芯平衡

每个部分的可见性也取决于生成的 Module 对象。

有关主要动态特性衰减日历老化部分参数的列表,请参阅 Battery (Table-Based) 模块的文档页面。

若在用于生成此自定义模型的 Module 对象中,将 CellParameterDeviation 属性设置为 "PercentDeviation",则每个电芯参数(非枚举或布尔型)都会关联一个 Percent deviation 参数:

自 R2023b 起

电池中每个电芯模型的对应电芯参数 k 的值百分比偏差。k 是与该百分比偏差相关的电芯参数名称。

此类参数的数量等于此模块中的电芯参数数量。枚举类型和布尔类型的参数不关联 Percent deviation 参数。

应用偏差后,相应电芯参数的值等于:

cellParameter=(1+cellParameterDeviation100)exposedCellParameter.

对于此参数,您可以指定以下任一选项:

  • 一个向量,其中每个元素对应电池中的一个电芯模型。这些元素垂直连接。例如,对于一个包含两个并联组件、三个电芯且 ModelResolution 属性设置为 "Detailed"Module 对象,该向量需要六个元素。对于一个具有 ModelResolution 属性设置为 "Grouped"Module 对象,该向量的大小取决于模组中建模的电芯数量。建模的电芯数量等于 Parallel grouping simulation strategy 属性的元素之和。您可以在 Module 模块的属性检查器中的描述选项卡中找到此属性。

  • 一个矩阵,其中矩阵的每个元素要么是标量,要么是与底层关联电芯参数相同尺寸的矩阵。参数偏差元素按垂直方向连接。例如,若某个电芯参数的大小为 [2,7],而详细并联组件包含两个电芯,则该电芯参数对应的 Percent Deviation 大小等于 [4,7]

有关电芯与电芯参数变化的详细信息,请参阅 Apply Temperature-Dependent Cell Parameter Variations to Battery Module 示例。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 CellParameterDeviation 属性设置为 "PercentDeviation"

单个电池电芯的热惯量。该值代表将热端口温度升高一度所需的能量。

Module 模块块会自动将此值扩展至系统级别。

电芯级冷却液热路径的电阻。该参数的大小等于系统中电气模型的总数。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 CoolantThermalPath 属性设置为 "CellBasedThermalResistance"。或者,在 Module 对象作为子组件的父对象中,将 CoolantThermalPath 属性设置为 "CellBasedThermalResistance"

环境热路径在电芯级别的电阻。该参数的大小等于系统中电气模型的总数。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 CoolantThermalPath 属性设置为 "CellBasedThermalResistance"。或者,在 Module 对象作为子组件的父对象中,将 CoolantThermalPath 属性设置为 "CellBasedThermalResistance"

自 R2023a 起

模组内部电芯间热路径的电阻。该参数的大小必须等于此模块建模的电芯间热连接数量。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 InterCellThermalPath 属性设置为 "On"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 InterCellThermalPath 属性设置为 "On"

自 R2023a 起

模组内部并联组件间的热路径电阻。该参数的大小必须等于此模块所建模的并联组件间热连接的数量。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 InterCellThermalPath 属性设置为 "On"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 InterCellThermalPath 属性设置为 "On"

自 R2023a 起

模组内部电芯之间的辐射热传递面积。该参数的大小必须等于此模块建模的电芯间热连接数量。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 InterCellRadiativeThermalPath 属性设置为 "On"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 InterCellRadiativeThermalPath 属性设置为 "On"

自 R2023a 起

模组内部电芯之间的辐射传热系数。该参数的大小必须等于此模块建模的电芯间热连接数量。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 InterCellRadiativeThermalPath 属性设置为 "On"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 InterCellRadiativeThermalPath 属性设置为 "On"

自 R2023a 起

模组内部并联组件间的辐射传热面积。该参数的大小必须等于此模块建模的并联组件间热连接的数量。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 InterCellRadiativeThermalPath 属性设置为 "On"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 InterCellRadiativeThermalPath 属性设置为 "On"

自 R2023a 起

模组内部并联组件间辐射传热系数。该参数的大小必须等于此模块建模的并联组件间热连接的数量。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 InterCellRadiativeThermalPath 属性设置为 "On"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 InterCellRadiativeThermalPath 属性设置为 "On"

自 R2024a 起

在最小 X 轴边界处,单个电芯层面热路径的电阻。该参数的大小等于模块所建模的 Xmin 热连接总数。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 XminThermalNodes 属性设置为 "Scalar""Vectorized"

自 R2024a 起

在最大 X 轴边界处,单个电芯热路径的电阻值。该参数的大小等于模块所建模的 Xmax 热连接总数。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 XmaxThermalNodes 属性设置为 "Scalar""Vectorized"

自 R2024a 起

在最小 Y 轴边界处,单个电芯层面上的热路径电阻。该参数的大小等于模块所建模的 Ymin 热连接总数。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 YminThermalNodes 属性设置为 "Scalar""Vectorized"

自 R2024a 起

在最大 Y 轴边界处,单个电芯热路径的电阻值。该参数的大小等于模块所建模的 Ymax 热连接总数。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 YmaxThermalNodes 属性设置为 "Scalar""Vectorized"

自 R2024a 起

蛇形边界处电芯级热路径的电阻。该参数的大小等于此模块所建模的蛇形热连接总数。

依赖关系

要启用此端口,请将 Module 对象的 SerpentineCoolingPlate 属性设置为 "SingleSidedAlongStackingAxis""DoubleSidedAlongStackingAxis"

并联组件

模组中每个并联组件的非电池电阻。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 NonCellResistance 属性设置为 "On"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 NonCellResistance 属性设置为 "On"

模组

模组的非电芯电阻。

依赖关系

要启用此参数,请将 Module 对象的 NonCellResistance 属性设置为 "On"。或者,在包含 Module 对象的父对象中,将 NonCellResistance 属性设置为 "On"

电芯平衡

电芯平衡开关的闭合电阻。

电芯平衡开关的开路导电性。

激活电芯平衡开关操作的阈值。

电芯平衡分流器的电阻值。

初始目标(变量)

这些变量的大小等于系统中电气模型的总数。例如,在一个包含 2 个并联组件和 2 个串联电芯的 Module 模块中,变量的大小取决于 Module 对象的 ModelResolution 属性,对于详细等于 4,对于集总等于 1,当 SeriesGrouping 属性等于 [1 1]ParallelGrouping 属性等于 [1 2] 时等于 3

电芯级电流。该变量的大小等于系统中电气模型的总数。

电芯级电压。该信号的大小等于系统中电气模型的总数。

电芯级荷电状态。该变量的值通常在 0 到 1 之间变化。该信号的大小等于系统中电气模型的总数。

与电池老化相关的电芯级循环次数。该信号的大小等于系统中电气模型的总数。

电芯级温度。该信号的大小等于系统中电气模型的总数。

并联组件层级的电压值。该信号的大小等于模组中并联组件的总数。

并联组件层级的荷电状态。该信号的大小等于模组中并联组件的总数。

版本历史记录

在 R2022b 中推出

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