韩工碎碎念（二）：系统仿真中的“阻”与“容”
电池包热管理仿真中主要会涉及到三个物理领域：传热，电气和液压。然而，这三个学科有些相似性，系统软件在构建元件的时候也是按一定的规律去实现的，了解了这些元件的属性和外部变量后，有助于工程师搭建模型。首先，热，电和流体这三者分别需要一个驱动势，分别是温差ΔT，电位差U和压降差P，然后是流势能：热流密度q，电流I和体积流量Q，他们分别有自己的阻力，即热阻，电阻和流阻。另外，这些物理量还有一个比较明显的“容”性，即热容，电容和液体容积。归结在一起就是如下表格形式：
然而，Amesim已经把基础的容性组件（C）和阻性元件（R）构建好了（还有惯性元件I）：
图2 各RC元件
而且一般情况下，容性组件必须搭配阻性元件一起使用。为什么这么说，打个比方，锂电池在传热过程中本身带有热容和热阻特性，电池温度升高说明所储存的热量加大，而在传热过程中所表现出来的温度梯度就是热阻导致的（热导与热阻互为倒数），所以容与阻分不开。再比如，一段液冷管路，肯定有流动阻力，并且它还是个腔体，能储存工质，就表现出“容”的性质。
图3 热与流体RC的外部变量对应关系
从上图的元件的外部变量更可以看出，变量传递具有方向性，两两搭配才能使用。这也解释了为什么有时会有元件连不上的问题，大概率是少了一类元件的关系。又比如，Amesim中的热桥单元，打开它的子模型会发现会有CR,RC和CRC之类的类型，打开help文档会发现该元件对换热系数h的定义是一样的，即对换热系数的计算没实质的差别，主要还是为了解决环路里元件连接的问题。
好了，今天的分享就这么多，文章思路来源主要是前段时间看到的一篇关于Amesim软件背后逻辑的文章（Bond Graph），其中包含关于RC组件的内容，也印证了笔者使用时的感受。但是，物理世界如此复杂，如果细细品味的话，就会发现各领域之间不完全一样，只是一些表象上比较类似，大家做个参考。
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首次发布时间：2023-05-22
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