采用浸没冷却的热离散化模型电芯
本例演示了如何实现采用浸没冷却策略的热离散化圆柱形电芯。
该示例将电芯沿其高度方向离散化为三个等大的圆柱形元素。每个元素连接到一个独立的容积，该容积代表围绕电芯的冷却液。本例使用水作为冷却液。电芯的底部元素置于一层薄铝层之上，该铝层代表了放置电芯的模组外壳底部。
在仿真过程中，一个Battery CC-CV模块对电芯进行充电。在仿真开始时，电池模组的荷电状态 (SOC) 为 10%。Battery CC-CV 模块执行恒流 (CC) 充电，直至电池达到最大电芯电压 (V) 参数中规定的极限电芯电压 4.1V。此模块随后采用恒压 (CV) 配置文件为电池充电，直至电池模组的电量状态 (SOC) 达到 90%。在充电过程中，冷却液流经三个流体容积，通过对流冷却电芯。
打开模型
打开 ImmersionCooling 模型。
modelname = "ImmersionCooling";
open_system(modelname);
该模型包含以下基本元素：
Battery Equivalent Circuit 模块 - 对热离散化电芯进行模型建模。此示例使用模块参数化管理器中的预定义参数化方案
INR_21700_P45B对电池电芯进行参数化。Battery CC-CV 模块 - 实现恒流恒压电池充电算法。
三个Constant Volume Chamber (TL)模块 - 代表包围电芯的冷却液。该腔室中含有恒定体积的液体。压力和温度会根据体积内的净质量和能量积累动态变化。
三个Convective Heat Transfer模块 - 通过流体运动产生的对流，在热网络中用于建模热传递。此模块负责电芯与流体之间的热传递。
Flow Rate Source (TL) 模块 - 代表热流体网络中理想的机械能量源，通过体积元素推动流体运动。
Thermal Mass 和 Thermal Resistance 模块 - 用于热网络中的内部能量存储器和电阻器的模型。这些模块代表模组外壳。
Probe 块 - 监测电芯的 SOC 值，当 SOC 达到 90%时停止仿真。
Array Connection 模块 - 将不同的节点数组连接成单个节点数组。要指定模块连接的域，请设置域参数。在此示例中，此模块作为 Simscape™ 热域的多路复用器，通过将所有输入热节点数组连接成单个一维热数组来实现功能。
ImmersionCoolingData.m 文件包含本模型使用的参数。
运行仿真并查看结果
运行仿真。
immCool = sim(modelname);
该图显示了充电周期中电芯和电解液元素的温度变化。流体元素保持较低温度，因为冷流体从一侧进入，而热流体从另一侧流出。流体元素的温度变化取决于流体类型和流动特性。
在仿真开始时，电芯元素的温度迅速升高。这种增加发生的原因是，在恒流-恒压充电配置文件的恒流阶段，电芯以高电流进行充电。当 Battery CC-CV 模块过渡到周期的 CV 阶段时，电流减小，从而降低了电芯的损耗。因此，电芯温度迅速下降。电芯元素的温度变化取决于电芯的热容量、施加电流及损耗，以及电芯与流体之间的对流系数。
要重新生成此图，请运行以下命令：
ImmersionCoolingPlotResults;
另请参阅
Array Connection | Battery Equivalent Circuit | Battery CC-CV
