等效电路单元模型模拟

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University of Colorado Boulder

University of Colorado System

等效电路单元模型模拟

本课程是电池管理系统算法专项课程的一部分

Gregory Plett

位教师：Gregory Plett

31,276 人已注册

包含在中

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552 条评论

中级等级

需要一些相关经验

灵活的计划

3 周在 10 小时一周

自行安排学习进度

95%

大多数学生喜欢此课程

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您将学到什么

如何设计锂离子电池单元的等效电路模型

您将获得的技能

您将学习的工具

Matlab

要了解的详细信息

可分享的证书

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作业

32 项作业

授课语言：英语（English）

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积累特定领域的专业知识

本课程是电池管理系统算法专项课程专项课程的一部分

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向行业专家学习新概念
获得对主题或工具的基础理解
通过实践项目培养工作相关技能
获得可共享的职业证书

该课程共有6个模块

本课程也可作为 ECEA 5731 的学分，是 CU Boulder 电气工程理学硕士学位课程的一部分。在本课程中，您将了解锂离子电池电池等效电路模型中每个组件的用途，如何根据实验室测试数据确定其参数值，以及如何使用它们来模拟不同负载情况下的电池行为。课程结束后，您将能够

- 说明等效电路模型中每个元件的用途 - 利用简单实验室测试的数据计算电路模型的近似参数值 - 根据实验室测试数据确定电池的库仑效率 - 利用提供的 Octave/MATLAB 脚本根据实验室测试数据计算电池的开路电压关系 - 利用提供的 Octave/MATLAB 脚本计算电池的开路电压关系 - 利用提供的 Octave/MATLAB 脚本计算电池的开路电压关系 - 利用提供的 Octave/MATLAB 脚本计算电池的开路电压关系 - 利用提供的 Octave/MATLAB 脚本计算电池的开路电压关系使用提供的 Octave/MATLAB 脚本，计算模型中动态参数的优化值 - 模拟电动汽车，估算续航里程并指定动力传动系统组件 - 模拟电池组，了解并预测电池间参数值变化时的行为

在本模块中，您将学习如何推导锂离子电池的等效电路模型方程。

涵盖的内容

9个视频17篇阅读材料8个作业

9个视频总计138分钟

2.1.1:欢迎参加课程！ 8分钟
2.1.2:我们如何为开路电压 (OCV) 和电荷状态 (SOC) 建模？ 22分钟
2.1.3: 如何建立电压极化模型？ 15分钟
2.1.4:什么是 "沃伯格阻抗"，如何实现？ 14分钟
2.1.5: 如何将连续时间模型转换为离散时间模型？ 24分钟
2.1.6: 快速获取模型参数近似值的方法是什么？ 18分钟
2.1.7: 什么是锂离子电池中的磁滞，如何建立模型？ 23分钟
2.1.8: 总结锂离子电池的等效电路模型 10分钟
2.1.9: "定义锂离子电池的 ECM "总结和下一步计划 5分钟

17篇阅读材料总计47分钟

课程更新和无障碍支持 1分钟
非学分制学生：欢迎和帮助 10分钟
第 2.1.1 课的说明 1分钟
常见问题 5分钟
课程资源 5分钟
如何使用讨论论坛 5分钟
在本课程中获得帮助并结识其他学员。加入讨论区！ 2分钟
获得课程证书 5分钟
您是否有兴趣获得 MSEE 学位？ 5分钟
第 2.1.2 课的说明 1分钟
第 2.1.3 课的说明 1分钟
第 2.1.4 课的说明 1分钟
第 2.1.5 课的说明 1分钟
第 2.1.6 课的说明 1分钟
第 2.1.7 课的说明 1分钟
第 2.1.8 课的说明 1分钟
第 2.1.9 课的说明 1分钟

8个作业总计100分钟

第一周测验 30分钟
第 2.1.2 课练习测验 10分钟
第 2.1.3 课练习测验 10分钟
第 2.1.4 课练习测验 10分钟
第 2.1.5 课练习测验 10分钟
第 2.1.6 课练习测验 10分钟
第 2.1.7 课练习测验 10分钟
第 2.1.8 课练习测验 10分钟

在本模块中，您将学习如何确定等效电路模型静态部分的参数值。

涵盖的内容

6个视频7篇阅读材料6个作业2个非评分实验室

6个视频总计85分钟

2.2.1:细胞表征实验室设备 10分钟
2.2.2:确定开路电压需要进行哪些电池测试？ 14分钟
2.2.3: 如何确定电池的库仑效率和总容量 19分钟
2.2.4: 如何确定电池的温度依赖性 OCV？ 19分钟
2.2.5: 引入 Octave 代码以确定 ECM 的静态部分 20分钟
2.2.6: "确定静态模型参数 "总结及下一步工作 3分钟

7篇阅读材料总计16分钟

第 2.2.1 课的说明 1分钟
第 2.2.2 课的说明 1分钟
第 2.2.3 课的说明 1分钟
第 2.2.4 课的说明 1分钟
第 2.2.5 课的说明 1分钟
为课程引入新元素！ 10分钟
第 2.2.6 课的说明 1分钟

6个作业总计100分钟

第 2 周测验 30分钟
第 2.2.1 课练习测验 10分钟
第 2.2.2 课练习测验 30分钟
第 2.2.3 课练习测验 10分钟
第 2.2.4 课练习测验 10分钟
第 2.2.5 课练习测验 10分钟

2个非评分实验室总计80分钟

结合练习测验使用的 Jupyter 笔记本 20分钟
结合第 2 周测验使用的 Jupyter 笔记本 60分钟

在本模块中，您将学习如何确定等效电路模型动态部分的参数值。

涵盖的内容

9个视频9篇阅读材料7个作业4个非评分实验室

9个视频总计158分钟

2.3.1:确定动态模型参数需要进行哪些单元测试？ 20分钟
2.3.2: 如何利用单元数据查找动态模型参数值？ 34分钟
2.3.3:引入 Octave 代码以确定 ECM 的动态部分 33分钟
2.3.4:介绍使用 ECM 的 Octave 工具箱 17分钟
2.3.5: 理解 Octave 代码以模拟 ECM 9分钟
2.3.6:理解查询模型参数值的 Octave 代码 8分钟
2.3.7: 理解计算 OCV 的 Octave 代码 19分钟
2.3.8:使用 Octave ESC 工具箱得出的一些结果示例 14分钟
2.3.9: "确定动态模型参数 "总结及下一步工作 4分钟

9篇阅读材料总计9分钟

第 2.3.1 课的说明 1分钟
第 2.3.2 课的说明 1分钟
第 2.3.3 课的说明 1分钟
第 2.3.4 课的说明 1分钟
第 2.3.5 课的说明 1分钟
第 2.3.6 课的说明 1分钟
第 2.3.7 课的说明 1分钟
第 2.3.8 课的说明 1分钟
第 2.3.9 课的说明 1分钟

7个作业总计162分钟

第 3 周测验 30分钟
第 2.3.1 课练习测验 6分钟
第 2.3.2 课练习测验 6分钟
第 2.3.3 课练习测验 30分钟
第 2.3.5 课练习测验 30分钟
第 2.3.6 课练习测验 30分钟
第 2.3.7 课练习测验 30分钟

4个非评分实验室总计80分钟

在尝试练习测验前运行笔记本 20分钟
在尝试练习测验前运行笔记本 20分钟
在尝试练习测验前运行笔记本 20分钟
在尝试练习测验前运行笔记本 20分钟

在本模块中，您将学习如何将模拟单个电池单元对输入电流随时间变化的电压响应的能力推广到模拟电池单元的恒压和恒功率控制，以及电池组中电池单元的不同配置。

涵盖的内容

6个视频6篇阅读材料6个作业4个非评分实验室

6个视频总计85分钟

2.4.1:如何使用 ECM 模拟恒定电压？ 17分钟
2.4.2: 如何使用 ECM 模拟恒功率？ 13分钟
2.4.3: 如何模拟电池组？ 18分钟
2.4.4:介绍模拟 PCM 的 Octave 代码 21分钟
2.4.5: 介绍模拟单片机的 Octave 代码 12分钟
2.4.6: "模拟不同配置的电池组 "总结和下一步工作 4分钟

6篇阅读材料总计6分钟

第 2.4.1 课的说明 1分钟
第 2.4.2 课的说明 1分钟
第 2.4.3 课的说明 1分钟
第 2.4.4 课的说明 1分钟
第 2.4.5 课的说明 1分钟
第 2.4.6 课的说明 1分钟

6个作业总计125分钟

第 4 周测验 30分钟
第 2.4.1 课练习测验 10分钟
第 2.4.2 课练习测验 10分钟
第 2.4.3 课练习测验 15分钟
第 2.4.4 课练习测验 30分钟
第 2.4.5 课练习测验 30分钟

4个非评分实验室总计120分钟

在尝试练习测验前运行笔记本 30分钟
在尝试练习测验前运行笔记本 30分钟
在尝试练习测验前运行笔记本 30分钟
在尝试练习测验前运行笔记本 30分钟

在本荣誉模块中，您将学习如何共同模拟电池组和电动汽车负载。这种能力有助于确定车辆部件和电池组的大小。

涵盖的内容

7个视频7篇阅读材料5个作业1个非评分实验室

7个视频总计63分钟

2.5.1:问题简介 11分钟
2.5.2:理想车辆动力学模型 8分钟
2.5.3:为车辆动力学模型增加实际限制 9分钟
2.5.4:计算电动汽车的行驶范围 10分钟
2.5.5: 引入 Octave 代码以设置电动汽车仿真 12分钟
2.5.6: 引入 Octave 代码进行电动汽车仿真 10分钟
2.5.7 "共同模拟电池和电动汽车负载 "总结及下一步工作 3分钟

7篇阅读材料总计7分钟

第 2.5.1 课的说明 1分钟
第 2.5.2 课的说明 1分钟
第 2.5.3 课的说明 1分钟
第 2.5.4 课的说明 1分钟
第 2.5.5 课的说明 1分钟
第 2.5.6 课的说明 1分钟
第 2.5.7 课的说明 1分钟

5个作业总计90分钟

第 2.5.1 课测验 10分钟
第 2.5.2 课测验 20分钟
第 2.5.3 课测验 20分钟
第 2.5.4 课测验 20分钟
第 2.5.5 和 2.5.6 课测验 20分钟

1个非评分实验室总计60分钟

2.5.5 和 2.5.6 课笔记本 60分钟

在本课程的最后一个模块中，您将修改三个示例 Octave 程序，以创建可以模拟与温度有关的电池、由 PCM 构建的电池组和由 SCM 构建的电池组的函数。

涵盖的内容

1个编程作业1个非评分实验室

获得职业证书

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攻读学位

课程是 University of Colorado Boulder提供的以下学位课程的一部分。如果您被录取并注册，您已完成的课程可计入您的学位学习，您的学习进度也可随之转移。

位教师

授课教师评分

(176个评价)

Gregory Plett

University of Colorado System

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提供方

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Felipe M.

自 2018开始学习的学生

''能够按照自己的速度和节奏学习课程是一次很棒的经历。只要符合自己的时间表和心情，我就可以学习。'

Jennifer J.

自 2020开始学习的学生

''我直接将从课程中学到的概念和技能应用到一个令人兴奋的新工作项目中。'

Larry W.

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''如果我的大学不提供我需要的主题课程，Coursera 便是最好的去处之一。'

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学生评论

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PA

已于 May 12, 2020审阅

Great description of Cell Model. Someone with basic electrical knowledge can easily learn the concepts.

PP

已于 Feb 12, 2022审阅

I had no background in modeling batteries - this course gave me a great introduction. I am looking forward to the remaining three courses!

TN

已于 Oct 27, 2021审阅

Interesting course for someone knowlegeable in battery chemistry but not the engineering part of batteries.

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