Batteriemodellierung und Entwicklung von Batteriemanagementsystemen mit Simulink

Kursbeschreibung

In diesem zweitägigen Kurs modellieren Sie Batteriesätze mit Simscape™ und entwerfen wichtige Regelungsfunktionen eines Batteriemanagementsystems mit Stateflow^®.

Themen sind unter anderem:

Charakterisieren von Zellen
Modellieren von Batteriesätzen
Hinzufügen von thermischer Zuverlässigkeit zu Batteriemodellen
Entwickeln einer Überwachungssteuerung für den Batteriebetrieb
Schätzen des Ladezustands (SoC) und Durchführen des Zellenausgleichs
Berechnen der Stromgrenzen und Entwerfen eines Fehlerdiagnosesystems
Simulieren von Batteriesatz und Batteriemanagementsystem im geschlossenen Regelkreis

Tag 1 von 2

Erste Schritte mit einer Batteriezelle

Ziel: Definieren von Fachbegriffen in Zusammenhang mit Batteriekomponenten. Modellieren einer Ladeschaltung, um die IU-Ladung (CCCV) einer Zelle zu simulieren.

Definieren von Fachbegriffen in Zusammenhang mit Batterien (Zellkapazität, C-Rate, Leerlaufspannung)
Modellieren einer Batteriecharakteristik mit dem Battery (Table-Based)-Block
Modellieren einer Lade- und Entladeschaltung mit Simscape™

Charakterisieren einer Zelle

Ziel: Analysieren des Ersatzschaltungsmodells einer Zelle und charakterisieren einer bestimmten Zelle.

Ersatzschaltungsmodell des Battery-Blocks
Übersicht über die Parameterschätzung
Charakterisieren von Zellen

Modellieren eines Batteriesatzes

Ziel: Verbinden charakterisierter Zellen in Reihe, um Batteriesätze zu modellieren. Hinzufügen eines thermischen Umgebungsmodells, um Mehrdomänensimulationen auf Systemebene durchzuführen.

Modellieren von Batteriemodulen
Modellieren von Zellalterung und Zellinkonsistenzen
Modellieren thermischer Effekte in Zellen mit Simscape™
Modellieren der thermischen Zuverlässigkeit eines Batteriemoduls

Tag 2 von 2

Batteriemanagementsystem

Ziel: Einführung in das Batteriemanagementsystem. Entwickeln einer Überwachungssteuerung für den effizienten und sicheren Betrieb von Batteriesätzen.

Übersicht über ein Batteriemanagementsystem
Entwurfsanforderungen und -einschränkungen
Entwerfen einer IU-Laderegelung (CCCV) einer Zelle mit Stateflow^®
Entwerfen einer Überwachungssteuerung für das Batteriemanagementsystem mit Stateflow^®
Erstellen von Testszenarien für das Batteriemanagementsystem mit Simulink Test™

Schätzen des Ladezustands

Ziel: Schätzen des Ladezustands (SoC) einer Zelle und Ausgleichen unterschiedlicher Ladezustände durch passiven Zellenausgleich.

Schätzen des Ladezustands der Zelle mittels Coulomb-Zählung
Schätzen des Ladezustands der Zelle mittels erweiterter Kalman-Filter
Implementieren eines passiven Zellenausgleichs mit Simscape™ und Stateflow^®

Fehlerüberwachung und Berechnung der Stromgrenzen

Ziel: Berechnen der Lade- und Entladestromgrenzen für einen Batteriesatz zur Einhaltung von Entwurfsanforderungen und Detektieren von Fehlern während des Betriebs.

Detektieren von Fehlern aufgrund von Überspannung/-strom, Kurzschlüssen und Unterspannung/-strom während des Betriebs einer Batterie
Berechnen der Stromgrenzen für eine Anwendung
Simulieren von Batteriesatz und Batteriemanagementsystem im geschlossenen Regelkreis

Anhang A: Kalman-Filter und erweiterter Kalman-Filter

Ziel: Verwenden des Kalman-Filter- Blocks und des Extended-Kalman-Filter-Blocks aus der Control System Toolbox™-Bibliothek, um eine Zustandsschätzung durchzuführen.

Schätzen des Zustands diskreter oder kontinuierlicher linearer Systeme mittels Kalman-Filter
Schätzen des Zustands diskreter oder kontinuierlicher linearer Systeme mittels erweitertem Kalman-Filter

Stufe: Aufbaukurse

Voraussetzungen: