Stała wartość prądu podczas ładowania akumulatora przy symulacji matlabowskiej

Witam serdecznie, bardzo potrzebuję pomocy przy symulacji ładowania akumulatora za pomocą generatora prądu stałego. Opiszę mój problem. Zasymulowałem prądnice DC, a następnie dodałem gotowy model baterii. Wszystko przeprowadzone w Matlabie. Funkcją zadaną jest moment mechaniczny - funkcja prostokątna, stąd skokowe wahania charakterystyk. Sam model generatora działa poprawnie. Niestety nie mogę poradzić sobie ze stałą wartością prądu ładowania. Wydaje mi się, że prawidłowy przebieg ładowania akumulatora to wzrost napięcia i spadek prądu. Oczywiście SEM ma wartości prawidłowe, napięcie akumulatora również wzrasta, zaś prąd nie spada - przebieg jest jednakowy. Czym to jest spowodowane? Z góry dziękuję za wszystkie sugestie.

Kolor niebieski - SEM

pomarańczowy - prąd układu

żółty - napięcie akumulatora.

Przyznam, że niewiele z tego zrozumiałem. Czy mógłbyś opisać swój problem jeszcze raz, wolno i dużymi literami jak dla tumana?

Albo może ja zacznę i powiem co do mnie dotarło:

- Źródłem mocy jest generator mechaniczny, prądnica dająca prąd o stałym kierunku lub inaczej napięcie o stałej polaryzacji, coś na kształt silniczka DC kręconego placami.

- Po drodze chcesz zrobić jakąś magię tak, by uzyskać stały moment na wale silnika w czasie ładowania, niezależnie od stanu naładowania ogniwa.

- Ogniwo chemiczne jakiegoś bliżej niesprecyzowanego typu, którego model już masz.

W takim razie:

- Rzeczywiście moment jest zależny od płynącego prądu w uzwojeniach więc potrzebujesz ukłądu, który będzie stabilizował prąd pobierany z prądnicy.

- Z drugiej strony masz ogniwo które nie łyka nie tylko dowolnego prądu ale i dowolnej mocy (to nie kondensator) w całym cyklu ładowania. Tu wiele zależy od typu (chemii) ogniwa, bo np. NiMH ładowany jest stałym prądem, LiPoly ma dwie fazy CI/CV a Pb mógłbyś od biedy potraktować z buta i wpychać stałą moc, ale to będzie prowadzić albo do przeładowywania (gdy wyłączysz za późno) albo do straty pojemności (gdy będziesz się cackał i wyłączysz wcześniej).

- Układ będzie więc musiał z jednej strony pobierać stały prąd a z drugiej regulować jego ilość docierającą do ogniwa. Prosty wniosek, że musisz dokonywać konwersji postaci mocy z jednego iloczynu Uin*Iin na inne Uout*Iout i mieć na dodatek możliwość wytracania mocy gdzieś po drodze na elemencie stratnym (rezystorze?) w przypadku, gdy z generatora dociera jej za dużo.

Jeżeli dobrze to rozumiem, to moim zdaniem:

- Powinieneś zacząć od zrozumienia akumulatorów, w szczególności typu który chcesz tu użyć. Poczytaj o różnicach, zakresach stosowania i co najważniejsze, o algorytmach ich ładowania. To może bardzo zmienić układ ładowarki.

- Zacznij od rzeczy prostszych. Eksperymentuj (niechby i w Matlabie) z samym ogniwem zasilanym np. źródłem prądowym. Potem źródłem napięciowym z rezystorem. Musisz wyczuć i zrozumieć jak teoria ładowania przekłada się na praktykę i na zachowanie się ogniwa. Bez tego Twój projekt będzie czysto teoretyczną bzdurą.

- Zastanów się co chcesz uzyskać na wejściu - co powinien widzieć (jakie obciążenie) generator a co musisz zapewnić akumulatorowi by go od razu nie zniszczyć.

- Dopiero wtedy przemyśl strukturę Twojego układu i spróbuj go narysować.

W razie zaciachów pytaj o szczegóły, ale chyba rozumiesz, że wiedzę podstawową musisz wchłaniać samodzielnie.

Marek1707 dziękuję za szybką odpowiedź i już przybliżam temat bliżej. Generalnie założeniem jest, że projekt ma być czysto teoretyczny, dlatego bazuję na założeniach niekoniecznie zgadzających się z warunkami rzeczywistymi, ale teoretycznie ma być w porządku. Źródłem mocy jest generator prądu stałego, zasilany momentem mechanicznym impulsami, co 10 s. Jak będzie to potrzebne mogę podać cały zakres danych znamionowych parametrów i obliczeń. Nie chcę uzyskać stałego momentu na wale, obrót wału> prąd twornika> ładuję baterię, dioda jest po to, by nie "cofał" mi się prąd, a akumulator się ładował. Typ baterii jaki oferuję mi matlab to litowo-jonowa, aczkolwiek nie wiem, jak to się przekłada w czysto teoretycznych rozważaniach. Zależy mi tylko na poprawności wszystkich 3 przebiegów, SEM, Uład i prądu. Niestety ten trzeci wg teorii powinien maleć.