使用 Simulink 进行电力电子控制设计

电池荷电状态

使用 Simulink 估算电池荷电状态

荷电状态 (SOC) 是电池中所存储能量的相对度量,定义为特定时间点可从电芯提取的电荷量与总容量之比。准确预估荷电状态很重要,因为电池管理系统 (BMS) 使用 SOC 估算值来提示用户再次充电前的预期可用电量,保证电池处于安全工作范围内,实施控制策略,并最终提升电池使用寿命。

对于在整个 SOC 范围中开路电压 (OCV) 变化显著的化学电池而言,只要电流测量准确无误,使用OCV 测量和电流积分(库仑计数)等传统荷电状态估算方法可以得到较为准确的结果。而对于具有平缓 OCV-SOC 放电特征的化学电池(例如磷酸铁锂 (LFP) 电池)而言,估算其荷电状态则颇具挑战。而卡尔曼滤波算法则有望以较少的计算量提升为代价来克服这些挑战。此类观察器通常包括一个非线性电池模型和一个递归算法,前者使用从电芯测得的电流和电压作为输入,后者计算系统的内部状态,包括荷电状态。

借助 Simulink®,您可以:

  • 使用内置估算技术,例如卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波器
  • 基于参考示例设计您自己的荷电状态观察器
  • 创建准确的电池模型以在仿真中验证您的荷电状态算法的性能
  • 使用估算的荷电状态开发 BMS 算法(例如,用于控制充电曲线和监测不平衡状态)

在 Simulink 中使用无损卡尔曼滤波器估算电池荷电状态。

使用 Simulink 开发电池管理系统

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