带有负载管理器的交流发电机充电和配电系统设计实例（二）

车辆发动机型号

SaberRD自带的vehicle转换器模板“ veh_eng_0”将轮胎直径，换档和车速信息作为输入，并计算输出驱动轴上的发动机速度。该模型假设发动机功率始终足以实现所需的车速。该模板使用预定义的轮胎直径和齿轮比值。但是，可以对其进行修改以适合特定的传动系统/车辆规格。

负载配置文件：

负载包括各种加热器、风扇、灯、音频系统、与速度有关的负载，例如EMVT（机电气门机构）和点火。这个初始负载配置文件可以被使用、修改和补充，以适应任何特定的车辆类型、驾驶员和环境条件。

使用Saber零件库中的载荷构建块以及Sabre中的“Load Profile Editor”工具对电气载荷进行建模。负载配置文件编辑器是一个表征工具，可用于定义和保存新的负载参数。负载曲线编辑器将电阻，功率和电流负载模型表征为速度或时间的函数。

图5：负载配置文件编辑器

进行了雨夜负载配置文件，以使所有负载交错排列，并且大部分负载在行驶周期中处于活动状态。大灯，雨刮器，后除雾器，电加热器和点火负载始终保持激活状态。与前照灯相关的所有负载（远光灯，近光灯，驻车灯和前雾灯）都集中在前照灯负载下。车辆电气负载通过适当的电路保护装置（如保险丝）提供。

负载管理器：

实际上，电池没有soc端子，因此您不会在电池符号上找到用于SOC信号的引脚来动态访问soc信号。Sabre中的“ STATE AMS”工具用于创建负载管理器模型，该模型可动态计算电池SOC并相应地控制负载。该负载管理器在仿真过程中动态计算电池SOC，如果SOC低于设置的阈值（0.87），则会动态关闭一些负载。当SOC恢复到略高于设置的SOC阈值（0.87+ 0.01 = 0.88）的值时，指定的负载将再次打开。在此示例中，加热器负载的开/关状态由基于状态AMS的负载管理器模型控制。

图6：使用状态机创建负载管理器模型

电缆：

动态热线模板wirep用于对所有相关的电气负载连接以及电池电缆进行建模。该模板假定电线中产生的所有电能都被散热。通过电缆固有的电阻而在电气上损失的能量转换为热能，该热能通过热传导（通过轴向长度和绝缘）以及导线自发热而损失。wirep模板不包括对流和辐射效果。它具有几种故障模式，这些模式考虑了绝缘体的介电击穿以及绝缘体和导体熔化。

使用实例进行仿真：

设置参数：

1）下载Alternator_charging_system_with_load_manager.zip并解压缩；

2）在SaberRD中打开Alternator_charging_system_with_load_manager.dsn文件；

3）在运行模拟之前，为状态机AMS负载管理器模型定义以下三个值。（已经设置了适当的值）

a）ahr –设计中使用的电池的安培小时容量。（它应与电池属性中定义的“ ah_nom”额定值一致）

b）soc_initial-电池的初始充电状态。（它应与电池属性中定义的“ soc0”额定值一致）

c）soc_threshold – SOC截止值，低于该值你要关闭指定负载

图7：负载管理器STATE AMS模型属性

运行仿真：

1）运行瞬态仿真1410秒（tend = 1410，tstep= 1u），以检查在驱动周期中存在如此高的负载需求时系统的性能。

2）绘制感兴趣的信号。

结果分析

1）soc→SOC信号来自电池内部参数的。（实际上，电池没有可用的SOC引脚，因此在电池符号上找不到SOC信号的引脚）

2）soc_ams→由开发的负载管理器动态计算soc值。请注意，它与电池内部参数中的soc信号匹配。

3）Loadcontrol→这是基于STATE AMMS的负载管理器的输出。级别1使加热器负载打开，级别2使加热器负载关闭。

4）Heaterload current→请注意，只要SOC低于设定的阈值（0.87），负载管理器就会动态关闭加热器负载。每当SOC恢复到略高于设定的SOC阈值（0.87 + 0.01 = 0.88）时，加热器负载就会再次打开。这样，负载管理器可确保电池soc永远不会低于设置的阈值（0.87），并确保电池健康。

可能试着来做：

如果在给定的负载电流下未为电缆选择合适的规格尺寸，则Sabre仿真将在仿真记录窗口中提供有关电缆熔化的信息，这有助于进行稳健的设计。吹气时间也可以绘制出来。您可能还需要修改交流发电机的额定值，交流发电机的温度，调节器设置电压，皮带轮比，初始电池SOC，电池的标称安培小时容量，驱动模式和电气负载曲线，以查看对系统性能的影响。