电池热管理系统

电池热管理系统通过调节电池的温度条件，使电池安全高效地运行。电池温度过高会加速电池老化并带来安全风险，而低温则会导致电池容量下降和充放电性能变弱。

电池热管理系统控制电池的工作温度，当它太热时散热，当它太冷时提供热量。工程师使用主动、被动或混合传热解决方案来调节这些系统中的电池温度。主动解决方案通常有一个风扇或泵推动工作流体(如空气、水或其他液体)来降低或升高电池温度。在被动解决方案中，散热器或导热材料的管道传递热量远离电池。混合解决方案结合了主动和被动解决方案的关键设计特征。

创建模拟传热过程的电池热软件模型可以帮助工程师分析设计参数的权衡，评估性能和实施控制算法．工程师可以使用MATLAB^®和仿真软件^®设计电池热管理系统，确保电池组在各种操作条件下安全提供最佳性能。

使用MATLAB和Simulink，您可以:

• 详细的电池热行为模型
• 为使用各种工作流体的冷却/加热系统建立模型，包括气体，液体，以及相变制冷剂
• 通过建模和仿真执行组件选择和组件尺寸
• 探索不同组件参数的设计空间，优化电池热管理系统性能
• 模拟极端温度条件以设计“假设”场景
• 设计温度调节的监控逻辑和闭环控制策略
• 进行情景研究，评估不同设计方案的热影响
• 通过对生产电池硬件执行更少昂贵、耗时的测试来降低成本
• 自动生成生产就绪嵌入代码用于电池热管理控制和符合行业标准

捕捉电池热行为

使用Simscape™和Simscape电池™，您可以从电池级别开始创建模型，然后添加环境温度效应、热界面材料和冷却板连接创建一个更有代表性的模型。通过定义到环境、冷却剂和冷却板位置的热路径，可以从细胞到细胞、细胞到板和细胞到环境的角度考虑热传递。Simscape电池提供预建冷却板块，支持不同的流量配置，包括平行通道，u形矩形通道,边缘冷却．

由电池和冷却液流动之间的动态相互作用引起的温度扩散可以通过将这些冷却板离散成元件紧密地捕获。

包层热模型可以通过将细胞组装成具有热效应的模块并在包中安排模块。在Simscape中构建的电池组模型使用了反映实际系统的电气和热网络，并随着电池数量的增加而缩放。你可以执行热性能分析不同老化程度的电池组，以满足寿命结束(EOL)时的保修标准。

模型冷却/加热系统

您可以使用Simscape和Simscape液体™气体、液体和热领域中的块，用于建模主动、被动或混合冷却/加热解决方案。您还可以通过绘制原理图来探索冷却/加热系统架构管道，阀门、热交换器,坦克．在液体循环系统的情况下，您可以建模一个膨胀罐，以保持储备流体;在电池组附近引导工作流体的冷板;一个电机驱动的循环系统有泵、流路和阀门;以及不同类型的热交换器，如有线加热器或散热器。在您创建了冷却/加热系统的模型之后，您可以运行模拟，通过探索组件尺寸和系统参数来优化设计，并满足散热和功耗等需求。

电池热管理的设计控制

动态仿真模块使它很容易设计闭环控制，结合前馈和PID循环系统控制技术，如进料流量(阀门)控制，质量流量(泵)控制和热交换路径选择控制。使用Simscape Battery，您可以使用预先构建的块，例如电池冷却剂控制而且电池加热器控制，构建电池热管理控制算法。与Stateflow，还可以设计监控逻辑，用于不同的监控逻辑之间的切换操作模式-例如加热和冷却-基于环境温度和电池温度。

生成代码并执行硬件在环(HIL)测试

与嵌入式编码器^®而且高密度脂蛋白编码器™，您可以自动生成可读的，优化的C/ c++或HDL代码部署您的电池热管理系统软件嵌入的微控制器或FPGA / SOC的目标．您还可以为工厂模型生成代码并执行硬件在环(HIL)测试．Simscape电池包括作为接口的块在电池和电池监控电路之间。使用这些块和实时硬件，您可以将电池模拟连接到现实世界的电池平衡硬件。电池系统的HIL测试(22:57)使您可以将耗时且昂贵的硬件测试替换为实时机器测试电池热管理系统。这降低了在潜在危险的测试条件下损坏电池硬件的风险，允许您在各种操作条件下测试电池热管理系统，包括极端温度、退化操作和故障。