建立電池模型

電池模型已成為設計電池驅動的系統時不可或缺的工具。它們的用途包括電池特性的制定、充電狀態(SOC) 和健康狀態(SOH)估計、演算法開發、系統層級優化以及電池管理系統設計的即時模擬。

在系統層級開發和控制應用中，以等效電路為基礎的電池模型因相對簡單而成為首選。工程師們使用等效電路建立電池的熱和電行為模型，根據實驗量測資料，利用最佳化方法對模型非線性元素進行參數化。

電池特性制定

開發精確電池模型的第一步是要建構等效電路並將其參數化，以反映電池的非線性行為以及與溫度、SOC、SOH 及電流的相關性。這種相關性因電池的化學原理不同而有所差異，需要採用與控制器所針對的電池電芯種類完全相同的電池芯上的測量資料來決定。範例電池模型可從MATLAB Central下載。

SOC估計

SOC估計演算法開發是電池模型的一種常見應用。開路電壓(OCV) 測量和電流積分(庫侖計數)可用來進行較為準確的 SOC 估算。但是，若要估計具有平緩 OCV-SOC 放電特徵的現代化學電池的 SOC，則需要使用不同的方法，例如卡爾曼濾波。

電池老化

由於使用壽命和充放電循環影響，電池會日益老化，具體表現為儲電容量逐漸損失，同時內電阻增加。電池管理系統 (BMS) 需要適應這種變化才能有效控制電池的使用。借助電池模型，你可以在開發 BMS 時將老化問題考慮在內。

即時模擬

BMS 硬體在環測試是電池模型的另一常見應用。為系統層級設計建立的電池模型可以重複使用於即時模擬。

有關電池建模的更多資訊，請參閱以下關於 MATLABR 和 SimulinkR 產品的範例、影片和論文。