對(duì)于電池?zé)峁芾矶裕刂葡到y(tǒng)是必不可少。Dymola基礎(chǔ)庫(kù)中包含用于控制、邏輯建模的模型庫(kù)，可用于搭建控制系統(tǒng)。另外也可以通過FMI接口導(dǎo)入控制模型對(duì)應(yīng)的FMU通過Simulink搭建控制律模型，并將模型轉(zhuǎn)為FMU導(dǎo)入Dymola中，可與電池系統(tǒng)模型、加熱/冷卻系統(tǒng)模型進(jìn)行聯(lián)合仿真。

　　采用Dymola軟件提供的蒸發(fā)循環(huán)庫(kù)，可搭建熱管理系統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)模型；采用Dymola軟件中的液冷庫(kù)可以搭建電池冷卻循環(huán)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)和功率電子元件冷卻循環(huán)等；采用Dymola軟件中的電池庫(kù)可以搭建電機(jī)、電池等組成的電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。蒸發(fā)循環(huán)庫(kù)、液冷庫(kù)及其他模型庫(kù)可以無縫連接組成大系統(tǒng)，便于熱管理模型系統(tǒng)仿真分析。Dymola還可搭建控制算法，同時(shí)其也可以通過Simulink接口，調(diào)用Matlab/Simulink軟件的控制算法，實(shí)現(xiàn)熱管理系統(tǒng)控制模型與仿真物理模型之間的聯(lián)合仿真，用于控制策略的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證，使工程師更好的設(shè)計(jì)熱管理系統(tǒng)模型。

　　應(yīng)用案例

　　圖 4為采用Dymola軟件搭建的電池?zé)峁芾硪痪S仿真模型。左側(cè)紅色點(diǎn)劃線區(qū)域?yàn)椴捎谜舭l(fā)循環(huán)庫(kù)搭建的空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)循環(huán)；中間紅色點(diǎn)劃線區(qū)域?yàn)椴捎靡豪鋷?kù)搭建的電池冷卻循環(huán)；蒸發(fā)循環(huán)與冷卻循環(huán)之間黑色實(shí)線區(qū)域?yàn)槔鋮s液與制冷劑之間的換熱單元；最右邊紅色實(shí)線區(qū)域?yàn)殡姍C(jī)電池等元件組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

　　圖4 電池管理系統(tǒng)一維仿真

　　電池電機(jī)供電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，電池產(chǎn)生的熱量通過液冷循環(huán)與空調(diào)系統(tǒng)之間的換熱器實(shí)現(xiàn)冷卻液與制冷劑之間的熱量交換，然后通過空調(diào)系統(tǒng)傳到發(fā)動(dòng)機(jī)艙，最后熱量被空氣帶走。圖 5為不同泵的轉(zhuǎn)速下電池包溫度變化曲線。改變冷卻循環(huán)中泵的轉(zhuǎn)速可以將流過電池包的冷卻液溫度保持在所需要的溫度范圍。

　　圖 6為在搭建的模型系統(tǒng)基礎(chǔ)上添加簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)模型，模型運(yùn)行中可實(shí)時(shí)查看蒸發(fā)循環(huán)壓焓圖，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況。藍(lán)色區(qū)域檢測(cè)蒸發(fā)器出口溫度，通過控制變排量壓縮機(jī)排量保證蒸發(fā)器出口溫度恒定。黑色區(qū)域通過調(diào)節(jié)冷卻循環(huán)中泵的轉(zhuǎn)速和蒸發(fā)循環(huán)中冷凝器空氣側(cè)空氣流量使電池溫度保持在所需的溫度范圍內(nèi)。

　　圖6 簡(jiǎn)單控制模型

　　圖7 不同散熱功率下電池包溫度變化曲線

　　圖 7所示，電池包設(shè)定溫度（紅色）與實(shí)際溫度（綠色）變化關(guān)系，在100s時(shí)電池包發(fā)熱功率突然降低，電池包溫度也發(fā)生變化，但通過調(diào)節(jié)發(fā)冷卻泵轉(zhuǎn)速與冷凝器側(cè)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的散熱量，從而使電池包溫度穩(wěn)定在合理的范圍內(nèi)。

　　總結(jié)

　　采用Dymola一維仿真軟件可以完成仿真模型系統(tǒng)搭建與仿真分析。所搭建模型既可以用于模型匹配設(shè)計(jì)、元件選型也可以用于系統(tǒng)仿真進(jìn)行模型系統(tǒng)能量分配分析。還可以作為仿真模型可以提升工程師對(duì)系統(tǒng)性能的理解，作為被控對(duì)象用于控制策略設(shè)計(jì)、驗(yàn)證控制模型的準(zhǔn)確度及控制效果。