帶有負(fù)載管理器的交流發(fā)電機充電和配電系統(tǒng)設(shè)計實例（二）

車輛發(fā)動機型號

SaberRD自帶的vehicle轉(zhuǎn)換器模板“ veh_eng_0”將輪胎直徑，換檔和車速信息作為輸入，并計算輸出驅(qū)動軸上的發(fā)動機速度。該模型假設(shè)發(fā)動機功率始終足以實現(xiàn)所需的車速。該模板使用預(yù)定義的輪胎直徑和齒輪比值。但是，可以對其進(jìn)行修改以適合特定的傳動系統(tǒng)/車輛規(guī)格。

負(fù)載配置文件：

負(fù)載包括各種加熱器、風(fēng)扇、燈、音頻系統(tǒng)、與速度有關(guān)的負(fù)載，例如EMVT（機電氣門機構(gòu)）和點火。這個初始負(fù)載配置文件可以被使用、修改和補充，以適應(yīng)任何特定的車輛類型、駕駛員和環(huán)境條件。

使用Saber零件庫中的載荷構(gòu)建塊以及Sabre中的“Load Profile Editor”工具對電氣載荷進(jìn)行建模。負(fù)載配置文件編輯器是一個表征工具，可用于定義和保存新的負(fù)載參數(shù)。負(fù)載曲線編輯器將電阻，功率和電流負(fù)載模型表征為速度或時間的函數(shù)。

圖5：負(fù)載配置文件編輯器

進(jìn)行了雨夜負(fù)載配置文件，以使所有負(fù)載交錯排列，并且大部分負(fù)載在行駛周期中處于活動狀態(tài)。大燈，雨刮器，后除霧器，電加熱器和點火負(fù)載始終保持激活狀態(tài)。與前照燈相關(guān)的所有負(fù)載（遠(yuǎn)光燈，近光燈，駐車燈和前霧燈）都集中在前照燈負(fù)載下。車輛電氣負(fù)載通過適當(dāng)?shù)碾娐繁Ｗo(hù)裝置（如保險絲）提供。

負(fù)載管理器：

實際上，電池沒有soc端子，因此您不會在電池符號上找到用于SOC信號的引腳來動態(tài)訪問soc信號。Sabre中的“ STATE AMS”工具用于創(chuàng)建負(fù)載管理器模型，該模型可動態(tài)計算電池SOC并相應(yīng)地控制負(fù)載。該負(fù)載管理器在仿真過程中動態(tài)計算電池SOC，如果SOC低于設(shè)置的閾值（0.87），則會動態(tài)關(guān)閉一些負(fù)載。當(dāng)SOC恢復(fù)到略高于設(shè)置的SOC閾值（0.87+ 0.01 = 0.88）的值時，指定的負(fù)載將再次打開。在此示例中，加熱器負(fù)載的開/關(guān)狀態(tài)由基于狀態(tài)AMS的負(fù)載管理器模型控制。

圖6：使用狀態(tài)機創(chuàng)建負(fù)載管理器模型

電纜：

動態(tài)熱線模板wirep用于對所有相關(guān)的電氣負(fù)載連接以及電池電纜進(jìn)行建模。該模板假定電線中產(chǎn)生的所有電能都被散熱。通過電纜固有的電阻而在電氣上損失的能量轉(zhuǎn)換為熱能，該熱能通過熱傳導(dǎo)（通過軸向長度和絕緣）以及導(dǎo)線自發(fā)熱而損失。wirep模板不包括對流和輻射效果。它具有幾種故障模式，這些模式考慮了絕緣體的介電擊穿以及絕緣體和導(dǎo)體熔化。

使用實例進(jìn)行仿真：

設(shè)置參數(shù)：

1）下載Alternator_charging_system_with_load_manager.zip并解壓縮；

2）在SaberRD中打開Alternator_charging_system_with_load_manager.dsn文件；

3）在運行模擬之前，為狀態(tài)機AMS負(fù)載管理器模型定義以下三個值。（已經(jīng)設(shè)置了適當(dāng)?shù)闹担?/p>

a）ahr –設(shè)計中使用的電池的安培小時容量。（它應(yīng)與電池屬性中定義的“ ah_nom”額定值一致）

b）soc_initial-電池的初始充電狀態(tài)。（它應(yīng)與電池屬性中定義的“ soc0”額定值一致）

c）soc_threshold – SOC截止值，低于該值你要關(guān)閉指定負(fù)載

圖7：負(fù)載管理器STATE AMS模型屬性

運行仿真：

1）運行瞬態(tài)仿真1410秒（tend = 1410，tstep= 1u），以檢查在驅(qū)動周期中存在如此高的負(fù)載需求時系統(tǒng)的性能。

2）繪制感興趣的信號。

結(jié)果分析

1）soc→SOC信號來自電池內(nèi)部參數(shù)的。（實際上，電池沒有可用的SOC引腳，因此在電池符號上找不到SOC信號的引腳）

2）soc_ams→由開發(fā)的負(fù)載管理器動態(tài)計算soc值。請注意，它與電池內(nèi)部參數(shù)中的soc信號匹配。

3）Loadcontrol→這是基于STATE AMMS的負(fù)載管理器的輸出。級別1使加熱器負(fù)載打開，級別2使加熱器負(fù)載關(guān)閉。

4）Heaterload current→請注意，只要SOC低于設(shè)定的閾值（0.87），負(fù)載管理器就會動態(tài)關(guān)閉加熱器負(fù)載。每當(dāng)SOC恢復(fù)到略高于設(shè)定的SOC閾值（0.87 + 0.01 = 0.88）時，加熱器負(fù)載就會再次打開。這樣，負(fù)載管理器可確保電池soc永遠(yuǎn)不會低于設(shè)置的閾值（0.87），并確保電池健康。

可能試著來做：

如果在給定的負(fù)載電流下未為電纜選擇合適的規(guī)格尺寸，則Sabre仿真將在仿真記錄窗口中提供有關(guān)電纜熔化的信息，這有助于進(jìn)行穩(wěn)健的設(shè)計。吹氣時間也可以繪制出來。您可能還需要修改交流發(fā)電機的額定值，交流發(fā)電機的溫度，調(diào)節(jié)器設(shè)置電壓，皮帶輪比，初始電池SOC，電池的標(biāo)稱安培小時容量，驅(qū)動模式和電氣負(fù)載曲線，以查看對系統(tǒng)性能的影響。