對于電動汽車而言，如何精確控制電池溫度是電池熱管理系統設計的重要指標。過高或者過低的溫度均會對電池產生不良影響：過高的電池溫度會縮短電池壽命，過低的電池溫度會降低電池活性，電池無法快速充放電。

       在進行電池設計時，無法避免的兩個課題是：電池溫度是否合理，電芯溫差是否合理。為了解決這兩個問題，首先需要分析電池本身的結構設計是否合理，如水冷板結構、電池模組布置方案，然后進行外圍系統的設計，這時需要考慮電池包所需要的冷卻液流量和冷卻液溫度，進而進行熱管理系統設計，比如換熱器規格、空調系統設計等。除此之外，還需要對系統組件和控制策略進行優化，從而實現最佳的產品設計，降低熱管理系統功耗。

       同時一輛好的電池車必須關注乘員艙空調舒適度，也就是空調系統，即在夏天和冬天情況下能否滿足乘客加熱和冷卻需要，必然從電池包消耗能量或從爭奪能量，屬于整個系統各個子系統匹配問題，需要通過一維仿真軟件搭建一維模型，對相關參數進行計算和匹配，制定相應的控制策略，同時滿足電池包、乘員艙及其他系統冷卻或加熱的需求。

首先看一下電池包熱管理工程師、整車熱管理工程師、控制工程師所關注熱管理關鍵問題。電池包熱管理工程師：如何滿足電池溫度要求？如何控制溫度均勻性？如何平衡壓降與溫差？冷卻液進口條件如何設定？

整車熱管理工程師：如何滿足電池包冷卻介質進口條件需求？如何預估動態工況下的發熱量？如何設計整車熱管理架構，以平衡多種需求？如何優化熱管理系統自身的能耗？

控制工程師：低溫起動策略？Sox計算的參考溫度點選取？熱失控預警？環境控制及能量管理策略？

3D仿真VS 1D仿真

液冷系統傳熱簡介

      一般情況下，在進行仿真建模時需了解液冷系統的傳熱路徑，掌握每條傳熱路徑主要傳熱方式。在1D建模時，同樣根據傳熱路徑來進行一維建模，相對于三維仿真，一維更多是物理模型參數輸入，需全面掌握傳熱相關理論知識，明白每個物理量所代表物理含義及過程。

1D建模簡介

     以Amesim一維仿真軟件為例，簡單介紹一維仿真軟件建模流程。下圖對應為電池包內電芯3D和1D建模，3D仿真中對電芯進行網格劃分，1D仿真中對電芯進行離散，設置材料屬性。首先實驗數據，通過等效電路模型對電芯進行標定，建立電芯一維仿真，然后建立模組到PACK級別的電芯模型。

1D電池包模型

     根據電池包模型建立1D模型，定義不同材料屬性，建立液冷管道、液冷板與電芯的熱傳導、電芯與液冷板的基礎熱阻模型。1D電池包建模過程主要用到Amesim中熱庫（Thermal）、熱液壓庫（Thermal Hydraulic）、電存儲庫（Electric Storage）、信號控制庫（Signal、Control）。

超級元器件布置

   Amesim中可以將不同的模塊進行封裝，保留輸入輸出端口與其他部分進行信號傳輸，使得仿真模型結構方便。

3D與1D仿真結果對標

    通過1D仿真結果與3D仿真結果進行對標，同時可以得出在不同工況下（NEDC）電池溫度曲線、電池輸出功率。此外，搭建電池包1D模型與整車其他模塊系統模型，得出整車系統能量管理參數。

      本文介紹了電池熱管理系統中3D和1D協同仿真的工作流程。同時，一維和三維可以進行聯合仿真，將三維仿真某些計算結果或者一維仿真計算結果作為一維仿真（三維仿真）建模的輸入。在1D仿真前期階段，需要花費更多時間來校準1D模型以減少其模擬誤差。一旦建立一維模型，就可以在各種瞬態或循環條件下快速獲得仿真結果，這可以大大提高仿真效率。此外，可以通過與外部系統仿真來模擬和優化控制策略。

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