데이터에서 배터리 파라미터 추출

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이 예제에서는 다양한 온도에 대해 정의된 데이터를 피팅하기 위한 Battery 블록 파라미터의 최적화를 보여줍니다. 이 예제에서는 MATLAB® 최적화 함수 fminsearch를 사용합니다. Simscape™ Electrical™ 모델에서 이러한 유형의 파라미터 피팅을 수행하는 데 사용할 수 있는 다른 제품으로는 Optimization Toolbox™와 Simulink® Design Optimization™이 있습니다. 이러한 제품은 GUI 또는 명령줄 방식을 사용하여 블록을 조작하고 분석할 수 있는 미리 정의된 함수를 제공합니다.

전략

다음 4단계 절차를 사용하여 배터리의 출력 전압 곡선을 데이터에 피팅합니다.

Battery의 기본 대화 상자 탭에서 파라미터를 최적화합니다.
Battery의 동특성 대화 상자 탭에서 파라미터를 최적화합니다.
Battery의 온도 종속성 대화 상자 탭에서 공칭 전압과 내부 저항을 최적화합니다.
Battery의 온도 종속성 대화 상자 탭에서 온도 종속 충전 동특성 파라미터를 최적화합니다.

데이터 및 블록 설정

MATLAB 데이터 파일 BatteryParameterizationData.mat는 배터리 데이터를 구조체로 구성된 배열로 저장합니다. 각 구조체에는 v(전압), i(전류), t(시간), SOC0(초기 충전 상태), T(온도)의 5가지 필드가 포함되어 있습니다. Scope는 출력 전압을 구조체 데이터 out.Vo.signals.values로 저장합니다.

초기 파라미터 사양

fminsearch의 시작 값은 Battery 블록 디폴트 값과 데이터시트 값의 조합을 사용하여 추정할 수 있습니다.

최적화 전 파라미터와 초기값의 목록

	 Vnom =   3.6
	   R1 = 0.045
	   AH =   2.7
	   V1 =   3.4
	  AH1 =   1.4
	  Rp1 = 0.006
	 tau1 =   200
	Vnom_T2 =   3.8
	R1_T2 = 0.055
	V1_T2 =   3.6
	Rp1_T2 = 0.006
	tau1_T2 =   200

fminsearch는 함수의 국소 최솟값을 찾는 제약 없는 비선형 최적화 함수이므로 초기 추정치를 변경하면 해 집합이 달라집니다.

초기 파라미터를 사용하여 데이터 대 배터리 출력 플로팅하기

단일 셀 배터리 모델을 불러오고 파라미터를 설정합니다.

오차의 제곱합 계산

BatteryParameterizationCostFunction은 fminsearch로 최소화할 함수입니다. 이 함수는 배터리 출력 전압과 데이터 간 차이에 대한 오차의 제곱합을 반환합니다. fminsearch에서 잘못된 파라미터 값을 제공하면 catch 문이 큰 오차 값을 반환합니다.

충전 동특성 없이 기본 탭 대화 상자 파라미터 최적화하기(1단계)

Optimized parameters for the battery main dialog tab are:
	 Vnom =   3.6999
	   R1 = 0.050299
	   AH =   2.6033
	   V1 =   3.5265
	  AH1 =      1.4

충전 동특성 파라미터 최적화하기(2단계)

Optimized parameters for the Battery, including charge dynamics, are:
	 Vnom =    3.699931
	   R1 =  0.05019736
	   AH =    2.603326
	   V1 =    3.526493
	  AH1 =         1.4
	  Rp1 = 0.005029392
	 tau1 =     109.691

온도 종속 파라미터 최적화하기(3단계)

Optimized temperature dependent parameters for the Battery are:
	Vnom_T2 =   3.9003
	R1_T2 = 0.081404
	V1_T2 =   3.8133

두 번째 온도에 대한 충전 동특성 파라미터 최적화하기(4단계)

Optimized temperature dependent parameters for the Battery, including charge dynamics, are:
	Vnom_T2 =    3.900266
	R1_T2 =  0.07979468
	V1_T2 =    3.813256
	Rp1_T2 = 0.007920818
	tau1_T2 =    160.2999