不是Simscape不好使，而是自建库上手更容易

Simulink Simscape仿真感受

搞热仿真的工作中往往需要被控模型（plant model）与控制模型（simulink）耦合仿真，要知道simulink自带功能强大的simscape多物理场仿真库，能在同一个软件下仿真效率是最高的。

 

用simscape的thermal elements搭了一个简单的二段式铝管传热case，最大感觉就是simscape比较注重节点，就是把所有属性都挂在节点上（可能是我感觉不对），这样带来的一个问题如果搭建离散程度比较高的热模型会显得比较杂乱。

 

 

用多了amesim，cruiseM等基于功率键合图（Bond graph）搭建方法，显然是有点不太习惯，而且amesim热传导元件里用的最多两种材料之间导热的子模型在simscape也没找到。

 

Simulink自建传热库

既然在simscape不太好用，那么只能通过自编算法来实现，这个对于有着强大的信号处理和逻辑运算能力的simulink来说，简直不要太easy。

传热学公式基础公式算法就那么几个，可以参照传热学入门文章极简传热学，对于不同几何特征的热传导直接参考amesim的help文档就行。

热质量（thermal mass）

首先是热质量块的建模，热质量块是材料吸收、储存和释放热量的能力，温度变化公式为：

两边同时积分即得到    ，再加上初始温度就能得到实时温度，在simulink里可视化算法为：

 

将子系统进行封装，只留输入热量    和温度输出口    ，

内部变量的话，也就是计算时需要输入的材料参数，定义好重量、比热容和初始温度，使用时在模块参数界面输入参数就可以。

 

导热（conduction）

基础的导热公式为：

在simulink里算法如下图，因为涉及到换热量    的进出，所以为    和    两个输出口，

 

内部变量方面，需要定义导热率、两质点间距离和接触面积。

两材料间导热（conduction 2 materials）

其实个人用的最多的两材料间的导热，电池建模时适用性比较广：

 

其实，amesim的help文档已经将公式双手奉上了，就是等效热阻的表达式，顺便把接触热阻也加上去了。

simulink里的算法为：

 

需要定义的材料参数稍微多一些，好处是可以考虑接触内阻。

 

基础对流（imposed HTC）

对流这块基础公式如下：

在simulink里将对流换热系数设置成定值的算法，若需要htc可变，将这个信号拉出来自己定义即可。

 

参数定义只有两个，换热系数htc和换热面积A。

搭模型

基础库建好后就可以搭建模型，与amesim最大的区别是，amesim的元件一个口包含了信息的进出，可以直接相连，而这套自建传热库温度和热量口分别连接，但是参数设置上跟amesim保持一致。

最后来用自建库搭了铝管散热case，由于自建库是纯数学算法，所以运行和输出都不需要额外的转化元件，相对简洁直观一些。

 

模型搭完后，simulink可以在同一界面下建模和运算，非常方便，而且仿真速度也嘎嘎快。当然两个模型的结果都是一样的，只是搭建用的方法和元件的区别。

有了这套基础库，个人感觉熟悉amesim热模型搭建的朋友在simulink里会更容易上手一些。

文章仅代表个人观点，本人也是simulink初学，欢迎留言交流。