电气化

MATLAB 和 Simulink 在电池系统中的应用

设计电池组并开发电池管理系统

交通

创建电池模型并设计电池组

Simulink 和 Simscape Battery 提供的设计环境可用于电芯建模、设计不同的电池组架构,以及评估电池组在正常和故障条件下的热响应和电响应。

  • 根据制造商规格书对电芯进行参数化
  • 构建具有不同效果、几何形状和拓扑的可自定义电池模型
  • 使用可自定义的流体路径和电池组热连接进行冷却板建模
  • 研究电芯间的温度变化并测量冷却效率
  • 设置合适的模型分辨率,以在模型保真度和仿真速度之间取得平衡

“使用硬件原型来评估电池组的性能不仅速度慢而且成本高昂,因此我们依赖仿真来确保硬件测试最大程度上的减少。与构建物理原型相比,使用 MATLAB、Simulink 和 Simscape 进行建模和仿真更快、更安全且成本更低。”

尝试示例


开发电池管理系统算法

使用 Simulink 和 Simscape 开发算法,确保在不同的工况和环境条件下达到所需的性能、安全操作和可接受的生命周期。通过系统级仿真,在电池、电路、环境条件和负载的行为模型上验证 BMS 设计的各个功能方面。深入了解电池组的动态行为,并探索 BMS 算法的有效性,以便:

  • 监控电芯电压和温度
  • 估计荷电状态 (SOC) 和健康状态 (SOH)
  • 控制电池充电曲线
  • 平衡各电芯的 SOC
  • 必要时将电池组与电源和负载隔离

“MathWorks 工具使我们能够运用自身的专业知识开发关键的电池管理技术,为我们提供了一种便于早期以及持续验证设计的环境。”

尝试示例


测试和验证电池管理系统算法

从 Simulink 和 Simscape 模型生成 C/C++ 和 HDL 代码,用于快速原型 (RP) 或硬件在环 (HIL) 测试,以使用实时仿真验证 BMS 算法。模拟 BMS 控制器,以便在生成代码并在微控制器或 FPGA 上将其实现之前先验证算法。在使用硬件原型之前通过 HIL 测试来仿真电池系统的平衡,以对 BMS 控制器进行测试。

“Speedgoat 和 MathWorks 产品共同为我们的电池管理系统提供了非常高效的算法设计、测试和验证工作流......”


生成和部署代码

从电池系统算法生成可读、紧凑且高效并随时可在产品级微控制器、FPGA 和 ASIC 上实现的 C/C++ 和 HDL 代码。

  • 使用 Embedded Coder 和硬件支持包进行嵌入式代码生成并在 ARM® Cortex®-A/M/R、C2000STM32Infineon® AURIX™、Xilinx® Zynq® 和 Intel® SoC 设备上进行部署
  • 使用 HDL Coder 和硬件支持包进行 HDL 代码生成并在 Intel(FPGA、SoC)、Xilinx(FPGA、Zynq、RFSoC)和 Microchip(FPGA、SoC)设备上进行部署
  • 优化代码生成设置,提高代码效率,并辅助与已有代码、数据类型和标定参数的集成

“我们使用 Embedded Coder 和 Embedded Coder Support Package for AUTOSAR Standard 从控制器模型生成了符合 AUTOSAR 标准的 C 代码。”