납산 배터리(납 축전지)
이 예제는 등가 회로 컴포넌트의 비선형 방정식을 구현하기 위해 Simscape™ 언어를 사용하여 납산 배터리(납 축전지) 셀을 모델링하는 방법을 보여줍니다. 이 방법을 사용하면 Simulink®에서만 모델링하는 경우와 달리, 모델 컴포넌트와 이를 정의하는 물리 방정식 간의 관계를 더 쉽게 이해할 수 있습니다. 정의 방정식 및 그에 대한 검증은 다음 자료를 참조하십시오. Jackey, R. "A Simple, Effective Lead-Acid Battery Modeling Process for Electrical System Component Selection", SAE World Congress & Exhibition, April 2007, ref. 2007-01-0778.
이 시뮬레이션에서는 처음에 배터리를 10A의 정전류로 방전합니다. 그런 다음 배터리를 10A의 정전류로 초기 충전 상태까지 충전합니다. 이후 배터리를 다시 방전하고 충전합니다. 배터리 온도를 모델링하는 데에는 단순한 열 모델이 사용됩니다. 냉각은 주로 대류를 통해서 이루어지고 가열은 주로 배터리 내부 저항 R2에서 발생한다고 가정합니다. 표준 12V 납산 배터리는 2V 배터리 셀 블록 6개를 직렬로 연결하여 모델링할 수 있습니다.
이 모델은 Simscape 예제 라이브러리 LeadAcidBattery_lib를 사용하여 생성되었습니다. 이 라이브러리는 빌드된 상태로 경로에 있으므로 손쉽게 실행할 수 있습니다. 하지만 소스 파일을 쓰기 권한이 있는 새 디렉터리에 복사하고 해당 디렉터리를 MATLAB® 경로에 추가하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 필요에 따라 라이브러리를 변경하고 재빌드할 수 있습니다. 예제 라이브러리의 소스 파일은 다음 네임스페이스 디렉터리에 있습니다. matlabroot/toolbox/physmod/simscape/supporting_files/example_libraries/+LeadAcidBattery. 여기서 matlabroot는 MATLAB 명령 창에 matlabroot를 입력했을 때 반환되는, 머신에서의 MATLAB 루트 디렉터리입니다.
모델
Battery Cell 서브시스템
Battery Thermal Model 서브시스템
스코프의 시뮬레이션 결과
Simscape 기록의 시뮬레이션 결과
아래 그림은 MATLAB Figure에서 배터리 전류와 충전 상태를 보여줍니다. Simscape 결과 탐색기와 시뮬레이션 데이터 인스펙터에서도 이 데이터를 볼 수 있습니다.
