电池包作为电动轿车上装载电池组的首要储能设备，是混动/电动轿车的要害部件，其功能直接影响混动/电动轿车的功能。现在电池普遍存在比能量和比功率低、循环寿数短、使用功能受温度影响大等缺陷。因为车辆空间有限，电池作业中发生的热量累积，会形成遍地温度不均匀然后影响电池单体的一致性。然后下降电池充放电循环功率，影响电池的功率和能量发挥，严峻时还将导致热失控，影响体系安全性与可靠性。为了使电池组发挥最佳的功能和寿数，需求对电池进行热办理，将电池包温度操控在合理的规模内。
电池热办理的首要功能包括：电池温度的准确丈量和监控；电池组温度过高时的有用散热；低温条件下的快速加热；确保电池组温度场的均匀分布；电池散热体系与其他散热单元的匹配。
图1电池热办理联系图
电池包的冷却有风冷和液冷两种方法。研讨标明风冷方法易完结，但电池包温度梯度改动较大，不利于电池安稳作业。经过冷却液与空调体系的制冷剂进行换热的液冷方法逐步成为干流。对新能源轿车电池热问题的科学办理，需求考虑多个体系的相互影响。各体系之间的影响联系如图1所示，电池包冷却与轿车空调体系、电机冷却体系、发动机冷却体系等多个体系存在不同程度的耦合。这样在做电池体系温度操控战略、热办理时就要一起剖析与其他体系的影响联系。
处理方案
为了处理电池热办理中，流体体系之间杂乱的耦合联系，能够选用Dymola软件的蒸腾循环库、液冷库、电池库等建立一维仿真模型。去模仿整个模型体系，剖析不同体系之间的耦合联系，然后完结对杂乱体系的优化操控。
蒸腾循环模型
根底电气元件模型
传热单元模型
液体冷却模型
电池库剖析模型
图2 Dymola模型库
Dymola#e#
Dymola软件具有丰厚的模型库，选用根底库与商业库能够便利的建立电池热办理体系。蒸腾循环库涵盖了市面上简直一切干流的制冷剂，有着准确的两相流模型和依据结构建模的换热器模型；考虑元件生热和温度对元件电气功能影响的电阻、二极管、晶闸管、电机等根底元件模型；具有热容、热传导、对流、辐射、温度、暖流边界条件等的传热元件模型；可用于电池液流管路建模、部件选型、体系功能研讨的液冷库中包括管路、操控阀、恒温阀、泵、风机、换热器、胀大箱等模型；考虑电池单体的差异和温度对电池容量、外特性影响的Modelon电池库，可用于剖析电池的电、热、寿数等方面的特性。
关于电池热办理而言，操控体系是必不可少。Dymola根底库中包括用于操控、逻辑建模的模型库，可用于建立操控体系。别的也能够经过FMI接口导入操控模型对应的FMU经过Simulink建立操控律模型，并将模型转为FMU导入Dymola中，可与电池体系模型、加热/冷却体系模型进行联合仿真。
Dymola中建立的操控体系模型
操控体系的FMU导入Dymola
图3操控体系模型
选用Dymola软件供给的蒸腾循环库，可建立热办理体系的空调体系模型；选用Dymola软件中的液冷库能够建立电池冷却循环、发动机冷却循环和功率电子元件冷却循环等；选用Dymola软件中的电池库能够建立电机、电池等组成的电池驱动体系。蒸腾循环库、液冷库及其他模型库能够无缝衔接组成大体系，便于热办理模型体系仿真剖析。Dymola还可建立操控算法，一起其也能够经过Simulink接口，调用Matlab/Simulink软件的操控算法，完结热办理体系操控模型与仿真物理模型之间的联合仿真，用于操控战略的规划、验证，使工程师更好的规划热办理体系模型。
使用事例
图4为选用Dymola软件建立的电池热办理一维仿真模型。左边赤色点划线区域为选用蒸腾循环库建立的空调体系蒸腾循环；中心赤色点划线区域为选用液冷库建立的电池冷却循环；蒸腾循环与冷却循环之间黑色实线区域为冷却液与制冷剂之间的换热单元；最右边赤色实线区域为电机电池等元件组成的驱动体系。
图4电池热办理体系一维仿真
电池为电机供电、电机驱动负载，电池发生的热量经过液冷循环与空调体系之间的换热器完结冷却液与制冷剂之间的热量交流，然后经过空调体系传到发动机舱，最终热量被空气带走。图5为不同泵的转速下电池包温度改动曲线。改动冷却循环中泵的转速能够将流过电池包的冷却液温度坚持在所需求的温度规模。
图5液冷泵不同转速下电池包温度改动曲线
图6为在建立的模型体系根底上增加简略操控体系模型，模型运转中可实时检查蒸腾循环压焓图，监测体系运转状况。蓝色区域检测蒸腾器出口温度，经过操控变排量压缩机排量确保蒸腾器出口温度稳定。黑色区域经过调理冷却循环中泵的转速和蒸腾循环中冷凝器空气侧空气流量使电池包温度坚持在所需的温度规模内。
图6简略操控模型
图7不同散热功率下电池包温度改动曲线
图7所示，电池包设定温度（赤色）与实践温度（绿色）改动联系，在100s时电池包发热功率忽然下降，电池包温度也发生改动，但经过调理发冷却泵转速与冷凝器侧电扇转速快速调理体系的散热量，然后使电池包温度安稳在合理的规模内。
总结
选用Dymola一维仿真软件能够完结仿真模型体系建立与仿真剖析。所建立模型既能够用于模型匹配规划、元件选型也能够用于体系仿真进行模型体系能量分配剖析。还能够作为仿真模型能够提高工程师对体系功能的了解，作为被控目标用于操控战略规划、验证操控模型的准确度及操控作用。
