基于ANSYS Twin Builder的等效电路降阶热管理仿真技术
背景
目前常规热仿真采用基于3D数模进行的CFD仿真计算，针对一个乘用车的Pack或者储能电池簇来说，网格数量达到数千万级别，仿真时间相对周期较长，针对于驱动耐久、慢充慢放、循环等长时间的工况，因为时间步长需要捕捉到电路工况，需要设置的毕竟小，导致耗时周期很长
目前进行的ECM等效电路双向耦合热管理仿真等效电路模型属于内置模型，不能够进行修改和搭建，更不能将其对外输出，使用受限制比较大
目前ECM双向等效电路耦合模型求解收敛性比较慢，计算效率比较低，在模组层级目前计算资源可以忍受，但是在Pack级别周期相对毕竟长，需要的计算资源毕竟高
LTI ROM 产生过程
模型构建思路
阶段1-模组ECM模型搭建-基于Twin Builder软件，实现根据单体电芯HPPC数据完成模组的ECM等效电路模型、
阶段2-模组LTI ROM模型构建-基于具体的模组结构几何数据，建立模组的CFD热仿真模型以及形成对应的LTI ROM
阶段3-ECM和LTI-ROM热模型双向耦合-在Twin Builder平台下，实现模组ECM等效电路模型和CFD热模型联合双向耦合
模组等效电路构建过程
模组LTI ROM模型构建过程
阶跃响应数据构建
阶跃响应数据的个数和CFD计算时间以及LTI-ROM系统仿真计算精度息息相关，整体来说，阶跃响应越多，CFD求解时间越长，形成的LTI-ROM系统仿真计算精度越高，具体的阶跃响应的数量需要根据模型的发热的差异情况来定义
LTI-ROM模型构建
模组LTI ROM系统精度
ECM和LTI-ROM热模型双向耦合
在Twin Builder平台下，实现模组ECM等效电路模型和CFD热模型联合双向耦合，完成模组等效电路系统性计算
双向耦合计算结果
工况变更计算
FLUENT CFD等效电路仿真模型
CFD热仿真模型和等效电路（Fluent内置）产热功率和温度完成双向耦合
FLUENT CFD等效电路仿真模型云图结果
FLUENT CFD等效电路仿真模型计算结果
两种方法对比
结论
可以看出等效电路耦合LTI-ROM在目前TB版本上构建非常方便；
在训练数据完备的情况下，LTI-ROM的计算精度非常高，接近99%以上；
在耦合ROM构建完成的基础上，变更工况计算非常简单方便，并且计算效率非常高，基本上是秒级仿真，这个在我们评估快充策略确定，考虑模组/PACK系统温升时该方法将变的非常高效；
从耦合ROM的精度上来说，在2C全放电过程中都在1.5%以下，对比于其时间计算成本和易收敛性，效果远远高于预期；
可以看出耦合ROM和不耦合等效电路的ROM相比，其温度精度只有略微的下降，说明该方法稳定有效，鲁棒性非常高，适合工程化应用。
