电池包作为电动汽车上装载电池组的主要储能装置

电池包作为电动汽车上装载电池组的主要储能装置，是混动/电动汽车的关键部件，其性能直接影响混动/电动汽车的性能。目前电池普遍存在比能量和比功率低、循环寿命短、使用性能受温度影响大等缺点。

由于车辆空间有限，电池工作中产生的热量累积，会造成各处温度不均匀从而影响电池单体的一致性。从而降低电池充放电循环效率，影响电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响系统安全性与可靠性。

为了使电池组发挥最佳的性能和寿命，需要对电池进行热管理，将电池包温度控制在合理的范围内。

图1电池热管理关系图

对新能源汽车电池热问题的科学管理，需要考虑多个系统的相互影响。各系统之间的影响关系如图1所示，电池包冷却与汽车空调系统、电机冷却系统、发动机冷却系统等多个系统存在不同程度的耦合。这样在做电池系统温度控制策略、热管理时就要同时分析与其他系统的影响关系。

解决方案

为了解决电池热管理中，流体系统之间复杂的耦合关系，可以采用Dymola软件的蒸发循环库、液冷库、电池库等搭建一维仿真模型。去模拟整个模型系统，分析不同系统之间的耦合关系，从而实现对复杂系统的优化控制。

Dymola软件具有丰富的模型库，采用基础库与商业库可以方便的搭建电池热管理系统。

对于电池热管理而言，控制系统是必不可少。

采用Dymola软件提供的蒸发循环库，可搭建热管理系统的空调系统模型；采用Dymola软件中的液冷库可以搭建电池冷却循环、发动机冷却循环和功率电子元件冷却循环等；采用Dymola软件中的电池库可以搭建电机、电池等组成的电池驱动系统。蒸发循环库、液冷库及其他模型库可以无缝连接组成大系统，便于热管理模型系统仿真分析。

应用案例

图4为采用Dymola软件搭建的电池热管理一维仿真模型。

图4电池热管理系统一维仿真

图5为不同泵的转速下电池包温度变化曲线。改变冷却循环中泵的转速可以将流过电池包的冷却液温度保持在所需要的温度范围。

图5液冷泵不同转速下电池包温度变化曲线

图6为在搭建的模型系统基础上添加简单控制系统模型，模型运行中可实时查看蒸发循环压焓图，监测系统运行状况。

图7所示，电池包设定温度（红色）与实际温度（绿色）变化关系，在100s时电池包发热功率突然降低，电池包温度也发生变化，但通过调节发冷却泵转速与冷凝器侧风扇转速快速调节系统的散热量，从而使电池包温度稳定在合理的范围内。

总结

采用Dymola一维仿真软件可以完成仿真模型系统搭建与仿真分析。所搭建模型既可以用于模型匹配设计、元件选型也可以用于系统仿真进行模型系统能量分配分析。还可以作为仿真模型可以提升工程师对系统性能的理解，作为被控对象用于控制策略设计、验证控制模型的准确度及控制效果。