Charge/Discharge Simulation Models of LiFePO4 Cells in MATLAB/Simulink

Mehmet Akif Kılınç; Okan Bingöl; Ali Şentürk; Remzi İnan

Makale detayları

Charge/Discharge Simulation Models of LiFePO4 Cells in MATLAB/Simulink

Yazarlar:

Mehmet Akif Kılınç | Okan Bingöl | Ali Şentürk | Remzi İnan

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Elektrik Devreleri ve Sistemleri | Elektrik Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.13 Issue 3, pp.956-968

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

7/2024

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001322978

pISSN:

2564-6605

Anahtar kelimeler:

Özet:

 Lithium Li cells find widespread applications, particularly in electric vehicles their dynamic characteristics are often represented through equivalent circuit models. In this study, two different second-order equivalent circuit models of LiFePO4 cells are modeled and simulated in MATLABSimulink. The first model exhibits capacity changes based on drawn current, while the second assumes constant capacity. The analysis of the simulations results focuses on key parameters such as State of Charge SOC, Open Circuit Voltage OCV, and terminal voltage VT. Comparative evaluations between the first and second cell models utilize formulas derived from prior experimental cell studies. Specifically, a 0.0155 variance in SOC, a 0.00003 difference in OCV, and a 0.00003 distinction in VT were observed between the two models during discharge. A similar assessment during charging observed an error of 0.0447 in SOC, 0.00007 in OCV, and 0.00003 in VT. Furthermore, the discharge process in the first model demonstrates lower SOC, OCV, and VT values, contrasting with higher values during charging. Despite these variances, the study concludes that both models yield similar results, establishing them as viable references for equivalent circuit representations of Lithium cells.

 Lithium Li cells find widespread applications, particularly in electric vehicles their dynamic characteristics are often represented through equivalent circuit models. In this study, two different second-order equivalent circuit models of LiFePO4 cells are modeled and simulated in MATLABSimulink. The first model exhibits capacity changes based on drawn current, while the second assumes constant capacity. The analysis of the simulations results focuses on key parameters such as State of Charge SOC, Open Circuit Voltage OCV, and terminal voltage VT. Comparative evaluations between the first and second cell models utilize formulas derived from prior experimental cell studies. Specifically, a 0.0155 variance in SOC, a 0.00003 difference in OCV, and a 0.00003 distinction in VT were observed between the two models during discharge. A similar assessment during charging observed an error of 0.0447 in SOC, 0.00007 in OCV, and 0.00003 in VT. Furthermore, the discharge process in the first model demonstrates lower SOC, OCV, and VT values, contrasting with higher values during charging. Despite these variances, the study concludes that both models yield similar results, establishing them as viable references for equivalent circuit representations of Lithium cells.

 Lithium Li cells find widespread applications, particularly in electric vehicles their dynamic characteristics are often represented through equivalent circuit models. In this study, two different second-order equivalent circuit models of LiFePO4 cells are modeled and simulated in MATLABSimulink. The first model exhibits capacity changes based on drawn current, while the second assumes constant capacity. The analysis of the simulations results focuses on key parameters such as State of Charge SOC, Open Circuit Voltage OCV, and terminal voltage VT. Comparative evaluations between the first and second cell models utilize formulas derived from prior experimental cell studies. Specifically, a 0.0155 variance in SOC, a 0.00003 difference in OCV, and a 0.00003 distinction in VT were observed between the two models during discharge. A similar assessment during charging observed an error of 0.0447 in SOC, 0.00007 in OCV, and 0.00003 in VT. Furthermore, the discharge process in the first model demonstrates lower SOC, OCV, and VT values, contrasting with higher values during charging. Despite these variances, the study concludes that both models yield similar results, establishing them as viable references for equivalent circuit representations of Lithium cells.

 Lityum Li piller, özellikle elektrikli araçlarda yaygın uygulama alanı bulmaktadır. Dinamik özellikleri genellikle eşdeğer devre modelleri ile temsil edilmektedir. Bu çalışmada, LiFePO4 pillerin iki farklı ikinci dereceden eşdeğer devre modeli MATLABSimulinkte modellenmiş ve simüle edilmiştir. İlk model çekilen akıma bağlı olarak kapasite değişimleri sergilerken, ikincisinde sabit kapasite varsayılmaktadır. Simülasyon sonuçlarının analizi Şarj Durumu SOC, Açık Devre Gerilimi OCV ve çıkış gerilimi VT gibi temel parametrelere odaklanmaktadır. Birinci ve ikinci batarya modelleri arasındaki karşılaştırmalı değerlendirmelerde, önceki deneysel batarya çalışmalarından elde edilen formüller kullanılmıştır. Özellikle, deşarj sırasında iki model arasında SOCde 0.0155, OCVde 0.00003 ve VTde 0.00003lük bir fark gözlenmiştir. Şarj sırasında yapılan benzer bir değerlendirmede SOCde 0.0447, OCVde 0.00007 ve VTde 0.00003 hata gözlemlenmiştir. Ayrıca ilk modeldeki deşarj süreci, şarj sırasında daha yüksek değerlerin aksine daha düşük SOC, OCV ve VT değerleri göstermektedir. Bu farklılıklara rağmen, çalışmada her iki modelin de benzer sonuçlar verdiği ve Lityum pillerin çeşitli eşdeğer devre gösterimleri için referans olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Makale detayları

Charge/Discharge Simulation Models of LiFePO4 Cells in MATLAB/Simulink

Yazarlar:

Mehmet Akif Kılınç | Okan Bingöl | Ali Şentürk | Remzi İnan

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Elektrik Devreleri ve Sistemleri | Elektrik Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.13 Issue 3, pp.956-968

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

7/2024

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001322978

pISSN:

2564-6605

LiFePO4 Cell

Thevenin Equivalent Circuit

MATLAB/Simulink Circuit

SOC Estimation

Cell CapacityLiFePO4 Pil

Thevenin Eşdeğer Devresi

MATLAB/Simulink Model

SOC Tahmini

Pil Kapasitesi

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Mehmet Akif Kılınç | Okan Bingöl | Ali Şentürk | Remzi İnan

Yayıncı: Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar: Elektrik Devreleri ve Sistemleri | Elektrik Mühendisliği (Diğer)

Dergi: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.13 Issue 3, pp.956-968

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 7/2024

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001322978

pISSN: 2564-6605

Sayı

Yazarlar:

Mehmet Akif Kılınç | Okan Bingöl | Ali Şentürk | Remzi İnan

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Elektrik Devreleri ve Sistemleri | Elektrik Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.13 Issue 3, pp.956-968

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

7/2024

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001322978

pISSN:

2564-6605