随着新能源产业跨越式发展，电池应用场景不断拓展。从新能源汽车的长续航与超快充，到储能系统的调频调峰与工商业备电，再到低空经济的电动垂直起降飞行器、重型电动机械等新兴领域，电池面临的工况日趋复杂、边界持续外延。

应用场景的多元化与精细化，对电池的性能、安全与寿命管理提出了更高要求：既要精准刻画电-热-老化在多场景下的强耦合行为，又需在系统层面实现高可靠的安全预警与协同优化。

面向产业的迫切需求，MWORKS.Sysplorer 2026a 全新发布TYBattery电池模型库（简称“电池模型库”），提供覆盖电芯、BMS、电池包以及整车/储能系统的全流程建模与仿真能力，支持多层级协同分析与虚拟验证。通过统一的模型体系与仿真环境，有助于提升开发过程的系统性与效率，并为电池设计、BMS开发、热安全分析及储能系统集成等场景提供可靠的技术支撑。

一、产品介绍

电池模型库包括电芯、电池包、电池管理系统、冷却板、充放电循环设备、传感器、边界等共42个模型。电池模型库可以应用于能源、车辆、船舶和核能等领域，为电池热管理策略优化、BMS算法验证及整车能量管理协同以及储能系统的拓扑设计、功率分配提供高效工具，助力研发效率系统性提升。

模型库架构及主要模型图标

二、功能亮点

电池模型库能够贯通从电芯内部机理（电化学、热）到电池包系统（电气、热、控制）直至储能/整车应用（电力电子、电网交互）的全链条、多领域耦合仿真。

1.支持模拟电芯内部的电化学过程

支持模拟电池内部的电-热耦合过程，从微观尺度解析锂离子浓度与电势分布、界面反应动力学及过电位，从而预测电池宏观电压、温度场演化。

2.支持构建不同粒度的电池包

提供集中式、离散式、嵌套式电池包，离散式电池包支持选择内部电芯的排布方式及串并联结构，并可选择不同的电芯型号，包括用户自定义的电芯类型。

3.支持电热耦合验证

电芯内部考虑电-热之间的双向耦合，可模拟充放电功率损耗产生的温升及其对电池电特性的反向影响；同时，通过计算电芯内部、电芯间及电芯与冷却板间的热传递，精确获取每个电芯的实际温度。

4.支持能源系统动态仿真与优化

通过与风力发电库、光伏发电库配合，可集成新型储能与微网系统，并支持对电力转换（PCS）与能量管理（EMS）策略进行联合验证与优化。

三、应用案例

（一）双向DCDC蓄电池直流并网

蓄电池通过双向变流器实时充放电切换，是维持直流母线电压稳定、提供关键系统服务（如调频、调峰）并实现微电网自主运行的核心。

1.挑战

• 性能协同：蓄电池的动态特性（如内阻非线性）必须与双向变流器的控制性能（如响应带宽）精确匹配，否则将直接导致母线电压波动与功率跟踪失稳；
• 多目标优化与权衡：控制策略既要快速平抑功率波动以稳定电压，又要避免电池过充/过放以延长寿命，还需优化系统整体能效。

2.方案验证

利用电池模型库，建立包含直流电压源、电池、双向DCDC变换器、开关、电阻、电感、电容、载波发生器、离散PI控制器等的双向DCDC蓄电池直流并网系统，可以模拟电池放电过程中的电压电流变化、充电过程中的功率变化等。

双向DCDC蓄电池直流并网

3.效果

• 系统协同验证：验证电池、变流器与控制算法的动态匹配性，并对控制参数进行快速寻优，辅助提升系统稳定性；
• 安全边界探索：安全模拟电网故障、过充过放、负荷突增/突降等极端工况，测试系统的故障穿越与保护能力，明确安全运行边界并验证预警策略。

（二）电池包热管理

电池包热管理是储能系统的安全与性能基石，电芯在运行中持续产热，叠加外部环境与工况影响，极易引发温度失控，造成局部过热、性能衰减甚至热失控。

1.挑战

• 产热与散热速率的动态匹配：电芯的产热速率随工况剧烈变化，而散热系统的散热能力相对固定。如何实时调节冷却能力以匹配动态热负载，是维持热平衡的首要难题；
• 温度场均匀性控制：由于电芯在包内的空间排布、产热差异及冷却路径的不均匀性，极易出现局部热点。确保整个电池包的温度均匀分布，是避免一致性劣化和局部老化的关键；
• 多物理场耦合的复杂性：热管理与电管理、外部环境强耦合，单一的热设计难以应对实际运行中多因素相互影响的复杂场景，必须进行系统性协同优化。

2.方案验证

利用电池模型库，建立包含边缘冷却板、棱柱形离散式电池包、Suter全特性水泵和热流边界等模型的电池包热管理系统，可以模拟在充电过程中各电芯温度的变化情况，实现热管理系统拓扑结构优化、冷却水温度设定值优化等。

电池包冷却系统

3.效果

• 散热方案优化选择：测试并优化不同冷却策略（如风冷/液冷/相变材料）、流道布局和风扇/泵控策略的效果，协助实现散热性能与能耗的最佳平衡；
• 寿命与可靠性预测：模拟长期循环中温度及其不均匀性对电芯容量衰减和一致性的影响，预测热管理系统的长期可靠性。

四、建模仿真注意事项

在使用电池模型库进行系统建模与仿真过程中，常会遇到模型求解异常等问题，给模型调试与问题定位带来较大难度。为此，我们整理了仿真调试常见注意事项，帮助大家高效排查问题、提升建模与仿真效率。

1.使用环境

电池模型库依赖MWORKS.Sysplorer 2026a及以上版本，为了使用该模型库，用户需要申请并获取相应的授权许可（License）。

2.电芯型号类型选择

用户在使用离散型电池包模型时，需要首先选择内部电芯之间的串并联关系，而后选择具体的电芯型号。

3.离散维度匹配

为确保冷却板与电池包间的正常连接与有效热传递，其离散设计维度需要与电芯的排列数量及空间分布相匹配。

五、常见问题解答

1.问题：TYBattery电池模型库与车辆行业库中的TABattery车辆电池模型库之间有什么关系和区别？

回答：TABattery车辆电池模型库专为车辆行业定制，其电芯与电池包类型针对车用场景优化；TYBattery电池模型库则具备更全面的电芯类型（如电化学机理模型）与电池包构型，并集成了丰富的BMS功能组件及冷却板等热管理模型，可覆盖从车辆动力电池到多元化储能系统等更广泛、更复杂的工程应用场景。

2.问题：用户使用自己的数据定义的电芯型号在电池包中可以选取到吗？

回答：用户可以基于电芯库中提供的数据电芯、等效电路电芯、电化学电芯模板自定义常用的电芯类型，并且可以在对应的电池包中进行选取使用。

3.问题：电池包中不同位置的电芯之间的温度差可以模拟吗，可以直接查看结果吗？

回答：不同位置电芯的温度、同一电芯顶端、底端和内部的温度都是可以计算并查看的，可以帮助用户分析温差成因，并进行有效的控制。

六、后续规划

本文为大家介绍了电池模型库V1.0.0版本，它已能基本满足电池与储能行业的日常研发需求。为了拓宽应用场景、提供更贴心的行业解决方案，更好地支撑工程项目与教学科研，我们将持续对模型库进行迭代升级，未来将重点带来这些提升：

• 更丰富的行业实战案例：新增储能系统、电动汽车等典型场景的开箱即用案例，帮你更快上手、高效完成建模与仿真。
• 支持电池包故障仿真：可模拟电池包内部电气、热相关故障，直观分析故障对性能与安全的影响，助力安全设计。
• 产品体验全面优化：持续提升仿真精度、计算速度与系统稳定性，用起来更顺畅、更可靠。

七、试用与反馈

搭载电池模型库的MWORKS.Sysplorer 2026a 平台已上线同元软控官网，诚邀广大工程师、科研工作者及相关领域同仁前往下载试用。若你在试用过程中遇到任何问题，或有优化产品质量的宝贵建议，可前往MoHub社区（https://mohub.net/home）发帖留言，我们期待聆听每一位使用者的声音。

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