电路模型参考

在瞬态模拟中,电路模型计算理想电路的电气解。

提供方式 [物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例 连续体 > [固体物理连续体] > 模型 > 电路模型
要求 物理模型:
  • 空间:任何
  • 时间隐式不定常
  • 材料固体多部件固体
  • 可选模型电池电磁
激活 求解器 请参见电路求解器
其他节点 电路

请参见电路属性

报告 电路元件电流电路元件电流导数电路元件电压

请参见电路元件报告

场函数 电流[电路名称][电路元件]

请参见电路元件场函数

电路属性

电路存储在电路节点下。每个电路 > [电路]节点都存储用于定义电路的电路元件和连接,并具有以下属性:

详细说明
设置运行求解器时为此电路显示的输出信息的等级。
电气子步
指定电路求解器为每个模拟时间步运行的子步数(与为隐式非稳态求解器指定的相同)。电路需要时间精确求解时,通常会使用此选项,但电池或电磁模拟的求解不需要很小的时间步。增加子步数量有助于减少电路中的能量耗散。如果电路求解器在子步过程中花费了大量时间,则在模拟窗口的底部会显示一个停止按钮 (),位于电路求解器进度条旁边。要停止求解器,单击
相对容差
指定电路求解器的收敛参数。建议不要更改此参数。
接地
列出具有接地端子的电路元件。只读。
容许接地数
指定电路中接地端子的最大总数。

有关元件和连接的信息,请参见电路元件参考电路连接参考

电路求解器

电路求解器用于电池和电磁模拟。电路求解器使用电气求解器来计算电路的电气解。在电池模拟中,电路求解器根据每个电池单元的电压计算全局电池电压和功率负载下的电流。

电路求解器的主要计算成本在于当电路求解器在每个时间步迭代到收敛解时,需要重复调用电气求解器以获取电池单元电压。电池单元内的电子网格单元数直接影响达到每个电池单元求解所需的时间。此外,当电流负载缓慢变化时,每个电池单元的电路迭代求解可能会非常快。但是,如果指定的负载是必须确定电压和电流的功率负载或者是快速变化的电流负载,则电路求解器需要更多迭代步才能达到收敛求解。对于功率负载,指定的负载不得超过电池电路的容量。如果负载超过容量,则不存在电气解,电气求解器可能无法收敛。

在每个电气时间步,电路求解器确定电气解。电路求解器更新负载,以迭代方式查找满足指定电路负载的每个电池单元的最终电流和电压,并计算电路连接器的热生成。

要计算电压和电流值,电路求解器可为电路中的每个电池单元调用电池单元模型。不能指定电池单元模型时间步。电池单元模型中使用的初始时间步与电路求解器中使用的时间步相同。但是,Simcenter STAR-CCM+ 会根据需要自动调整电池单元模型时间步,以稳定电路求解器并获得求解。要确定求解,电池单元模型可调用单元电池模型。可以指定单元电池模型能够使用的最大时间步。

作为每个电子网格单元的输入值的局部温度将从热求解映射。要开始模拟,从默认初始状态获取局部温度。电气求解器使用已集成到 Simcenter STAR-CCM+ 中的 Simcenter Battery Design Studio 求解器来包含用户确定的电芯单元模型。电气求解器从电路求解器接收电流值并计算每个电子网格单元的电压和内部热生成量,然后计算电路求解器的每个电池单元的输出电压。

在每个电路求解器时间步,每个电子网格单元中的热生成量将映射到热网格并用作热求解器的输入。电路求解器使用自适应时间步格式,使每个热求解时间步均存在电气解。电路求解器和热求解器通常使用相同的时间步长,但时间步长可以使用不同的值。

如果使用在 Simcenter Battery Design Studio 中创建的程序文件指定电气负载,则电气求解器可以对每个热时间步采用多个子步,并且能够根据中间热时间值计算负载。如果使用表指定电气负载,则以线性方式插入负载值,从而为每个热时间步仅计算一个负载值。可以使用表负载在每个热时间步中采用子步,但负载值仅在热时间步发生变化。同样,电气求解器使用标量负载选项计算每个热时间步的负载。

求解器 > 电路节点可用于激活或停用电路求解器。

电路元件报告

对于任何电路元件,都可以为以下物理量定义报告:

  • 电路元件电流
  • 电路元件电流导数(相对于时间)
  • 电路元件电压

报告属性会指定:

电路元件
报告将应用到的电路元件。
端子
计算物理量时所在的元件端子。对于多触点电路元件,可以选择元件的任何触点。对于所有其他类型的电路元件,Simcenter STAR-CCM+ 会报告负极端子处的值。
单位
用于物理量值的单位。
电压降
仅适用于电路元件电压报告。激活时,电压将相对于其他端子进行测量。停用时,电压将相对于接地进行测量。

电路元件场函数

电流[电路名称][电路元件]
对于每个电路元件,将创建相应的场函数。表示流经元件的电流。