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，使电池安全高效地工作。电池温度过高会加速电池老化并带来安全风险，而温度过低则会导致电池容量下降和充放电性能下降。

电池热管理系统控制电池的工作温度，要么在过热时散热，要么在过冷时发热。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，以降低或提高电池温度。在被动溶液中，散热器或导热材料管传递热量远离电池。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。

创建模拟热传递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，并实施控制算法．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:

• 详细模拟电池的热行为
• 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大小
• 探索不同元件参数的设计空间，优化电池热管理系统性能
• 模拟极端温度条件，为“假设”场景进行设计
• 设计温度调制的监控逻辑和闭环控制策略
• 进行场景研究，评估不同设计方案的热影响
• 通过使用生产电池硬件执行更少的昂贵、耗时的测试来降低成本
• 自动生成可用于生产的产品嵌入代码电池热管理控制，符合行业标准

捕获电池热行为

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果、热界面材料和冷却板连接创造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传热。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．

电池和冷却液流动之间的动态相互作用产生的温度分布可以通过将这些冷却板离散成单元来紧密捕获。

包级热模型可以通过以下方法建立将电池组装成具有热效应的模块以及在包中安排模块。在Simscape中构建的电池组模型使用了反映实际系统的电和热网络，并随着电池数量的增加而扩展。你可以表演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。

建模冷却/加热系统

您可以使用Simscape和Simscape液体™气体、液体和热领域的块，以建模主动、被动或混合冷却/加热解决方案。您还可以通过绘制电路图来探索冷却/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，可以模拟一个保持储备液体的膨胀罐;在电池电池附近引导工作流体的冷板;一个电机驱动的循环系统包括泵、流道和阀门;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，并满足诸如散热和功耗等需求。

电池热管理设计控制

动态仿真模块使它易于设计闭环控制，结合前馈和PID循环系统控制技术，如进料流(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，您还可以设计监控逻辑在不同的切换操作模式-比如根据环境温度和电池温度进行加热和冷却。

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．您还可以为植物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。使用这些块与实时硬件，您可以将您的电池模拟连接到真实的电池平衡硬件。电池系统HIL测试使您能够用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，允许您在广泛的操作条件下测试电池热管理系统，包括极端温度、降级操作和故障。