Суперконденсатор
Электрохимический двухслойный конденсатор.
Тип: AcausalElectricPowerSystems.Passive.Supercapacitor
|
Путь в библиотеке: |
Описание
Блок Суперконденсатор представляет собой электрохимический двухслойный конденсатор (ELDC), который обычно называют суперконденсатором или ультраконденсатором. Значения емкости суперконденсаторов на порядки больше, чем у обычных конденсаторов. Суперконденсаторы могут обеспечивать всплески энергии, поскольку они способны быстро заряжаться и разряжаться.
Вы можете смоделировать любое количество суперконденсаторов, соединенных последовательно или параллельно, используя один блок Суперконденсатор. Для этого установите для параметров Количество последовательных ячеек или Количество параллельных ячеек значение большее, чем 1. Блок моделирует только уравнения для одной ячейки суперконденсатора, но при этом вычисляет:
-
Выходное напряжение в зависимости от количества последовательно соединенных ячеек;
-
Ток в зависимости от количества параллельно соединенных ячеек.
Вычисление выхода многоячеечного суперконденсатора на основе выхода для одной ячейки более эффективно, чем моделирование уравнений для каждой ячейки в отдельности.
На рисунке показана эквивалентная схема для одной ячейки в блоке суперконденсатора. Эта схема представляет собой сеть резисторов и конденсаторов, которая обычно используется для моделирования поведения суперконденсатора.
Конденсаторы , и имеют фиксированную емкость. Емкость конденсатора зависит от напряжения на нем. Резисторы , , и имеют фиксированные сопротивления. Напряжение на каждом отдельном фиксированном конденсаторе в блоке суперконденсаторов рассчитывается как
где
-
– напряжение на блоке;
-
– количество последовательно соединенных ячеек;
-
– номер ветви. = [1, 2, 3];
-
– ток через -ю ветвь;
-
– сопротивление в -й ветви;
-
– напряжение на конденсаторе в -й ветви.
Уравнение для тока через первую ветвь суперконденсатора зависит от напряжения на конденсаторах в этой ветви. Если на конденсаторах положительное напряжение, то есть
затем
или
где
-
– напряжение на конденсаторах в первой ветви;
-
– емкость фиксированного конденсатора в первой ветви;
-
– коэффициент усиления емкости, зависящий от напряжения;
-
– ток через первую ветвь.
Для остальных ветвей ток определяется так:
где
-
– номер ветви. =[2, 3];
-
– емкость -й ветви.
Общий ток через блок суперконденсаторов составляет:
где
-
– количество параллельно соединенных ячеек;
-
– сопротивление саморазряду суперконденсатора;
-
– ток через суперконденсатор.
Переменные
Используйте группу параметров Целевые значения, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных параметров блока перед моделированием. Для получения дополнительной информации см. Настройка физических блоков с помощью целевых значений.
Параметры
Характеристики ячеек
#
Сопротивления [R1, R2, R3] —
фиксированные значения сопротивления для каждой ветви
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Укажите сопротивления для резисторов постоянного сопротивления в отдельных ветвях суперконденсатора в виде массива.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Ёмкости [C1, C2, C3] —
фиксированные значения емкостей для каждой ветви
F | pF | nF | uF | mF
Details
Укажите индивидуальные значения емкости для конденсаторов постоянной емкости в суперконденсаторе в виде массива.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Коэффициент переменной емкости —
коэффициент переменной емкости для первой ветви
Ф/В
Details
Укажите коэффициент переменной емкости, , для конденсатора, зависящего от напряжения, в первой ветви суперконденсатора. Информацию об определении переменного коэффициента емкости см. в 1.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Сопротивление саморазряда —
сопротивление саморазряда
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Укажите сопротивление саморазряду суперконденсатора, подключенного между двумя клеммами.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Конфигурация ячеек
# Количество последовательных ячеек — количество последовательно соединенных ячеек суперконденсатора
Details
Укажите количество ячеек в суперконденсаторе, соединенных последовательно.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
# Количество параллельных ячеек — количество параллельно расположенных ячеек суперконденсатора
Details
Укажите количество ячеек суперконденсатора, соединенных параллельно.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |