電池管理系統 (BMS)

在需要可靠、高能源密度、輕量型電源的飛機、電動汽車、可攜帶裝置及其他設備中，鋰離子電池組是占主導地位的能量儲存系統。電池管理系統(BMS) 負責確保電池在多種充放電和環境條件下的安全運作、性能表現和使用壽命。在設計BMS時，工程師需要開發以下回饋和監控功能：

• 監測電池芯(cell)電壓和溫度
• 估計充電狀態和健康狀態
• 限制功率輸入和輸出，以防過熱和過充
• 控制充電曲線
• 平衡各個電池芯的充電狀態
• 必要時將電池組與負載隔離

Simulink® 建模和模擬功能支援BMS開發，包括單電池芯等效電路建模和參數化、電子電路設計、控制邏輯、自動程式碼生成以及驗證和檢驗。透過Simulink，工程師可以完成以下工作，以設計和模擬電池管理系統：

• 建立使用電力網路的電池組的模型，該模型的拓撲結構與實際系統一致，且可隨電池芯數量擴展
• 使用測試資料進行等效電路元件進行參數化，以精確反映電池化學過程
• 設計連接電池組和控制器的電力電子電路
• 開發用於監控和故障檢測邏輯的封閉迴路控制演算法
• 設計狀態觀察器來進行充電狀態和健康狀態的線上估計

藉著Simulink的協助，工程師可以在進行硬體測試之前，先在一系列操作和故障條件下演練電池管理系統。你可以從Simulink 模型產生C程式碼來佈署控制演算法，以快速建立系統或微控制器的原型。Simulink可從電池和電子元件模型生成代碼，幫助你執行即時的硬體迴圈 (hardware-in-the-loop，HIL) 模擬測試，以在硬體實現之前檢驗你的 BMS。