在探讨新能源整车热管理建模的过程中，电机热路模型的实现显得尤为关键。文章首先介绍了电机热负载模型的基本概念，指出所有热负载都可以通过模型来表现。进一步地，文章讨论了如何将热负载细化为热路模型，强调了将热路模型视为质点或拓扑网络的重要性。通过使用thermal库元件，可以直接构建热网络模型，而无需将其等价为电路元件。文章还提到了如何根据热路拓扑图搭建热网络模型，并提供了模型地址供读者参考。通过仿真，可以得到各节点的温度，这有助于理解电机热路分析的过程。文章强调了工具只是实现思路的手段，而模型的搭建应基于对对象的深入理解。以三菱电机公司在MathWorksJapan用户大会上分享的汽车电机热设计MATLAB/模拟应用为例，文章展示了如何通过MATLAB/Simulink/Simscape工具实现快速评估和跨部门协作。通过拆分电机热模型网络，利用三维仿真提供等效参数，可以为1维模型提供数据来源。文章还讨论了如何通过模型评估线圈和永磁铁的温度误差，并指出模型的精度可以达到5%以内。最后，文章提到了如何使用SimulinkDesignOptimization进行参数灵敏度分析，以及如何通过特殊工况校验来验证模型。文章还介绍了SimscapePMSM的损耗模型，以及如何根据论文中的方程来计算铁损。总之，文章提供了一个全面的视角来理解电机热路模型的实现，强调了模型搭建的重要性和工具的使用，以及如何通过模型来指导设计和评估。
电机热负载模型
如果没有进一步的细化要求，所有的热负载都可以通过以下方式表现在模型里。
如果需要集成工况：
热负载的细化-热路模型
热路模型的细化就是你把它动作一个质点，还是当做一个拓扑网络来看待。
以前我们在分析热网络模型的时候，往往还需要把它等价为电路元件来看待，便于利用工具求解。但是实际上，没有必要做这个等价变换了，直接用thermal库元件来拼装我们抽象出来的热网络模型就好了。
假如有些参考文献上给的公式就是热阻之类，那也没办法，也有一些对应的模块可以使用：
热路模型拆分到底的任何一个元件，都视为质点来看待，不考虑温度在它内部的空间分布，就算一平均值。
比如，电机热路分析如下：
根据热路拓扑图搭建热网络模型：
参数略：模型地址：MotorThermalCircuit-MATLAB&Simulink(mathworks.com)
假如已知电机三大部分的发热负载曲线：
仿真得到各节点温度：
其实很多时候，工具只是个实现自己思路的手段。随行的案例也只是一个演示这种手段的载体，并不代表模型就只能搭成这个样子！！更重要的是，自己要对搭建的对象了解。
举个例子
下面是三菱电机公司2020年在MathWorksJapan用户大会上分享的：汽车电机热设计MATLAB/模拟应用示例
【图片很多，感觉日文不是很影响理解。蓝色背景中文是我加的，不是原文，预先说明一下。】
大背景：就是全球都在喊口号要降低碳排放，要搞碳中和。电气化是趋势，电动车是未来。
小背景：车用电机开发业务。
车用电机冷却方式多样，空冷，水冷以及油冷；
话题：电机热仿真分析
其实他们(这个部门)以前通过Excel或者3D仿真来进行热分析和设计，但是也遇到了一些问题。
因为开发过程中其实有很多工作都是前期需求不断确认与不断迭代，当设计、需求之类的发生变更的时候，模型也需要不停的迭代和运行。
更重要的是，这两者都很难和控制放在一起联合仿真。
所以才寄期望于，通过MATLAB/Simulink/Simscape作为工具，实现快速评估，完成大部分的前期评估工作，同时也方便跨部门协作。
背景说完了，他们具体怎么做的呢？
他们拆分的电机热模型网络：
三维仿真可以为1维模型提供等效参数，这是1维建模的一个常用的数据来源。
比如这利用三维的冷却水路性能仿真，获取包括换热面积、热传导率以及压损，用作Simscape模型的边界条件来使用。
所以，实际上就是把每个发热环节抽象出来，作为热网络的热源对待，然后分析各个热源之间的热传递路线。这里考虑：
我一直认为，模型搭建需要搭建得多细节取决于用它来干什么，但模型能搭建得多细节取决于有什么样的手段来验证它。
这里的实验从下面的扭矩转速图的标注No1,2,3,4,5,6，能看出来六个评估点的工况分布。(这只是这个分享的PPT提到而已)
评估对象：这里选择线圈和永磁铁的温度误差。目标精度15%
下图是前三个工况点的结果对比。
令我比较惊讶的是，最后搭建的这个1维模型的精度达到了5%以内(右下角)。
在高转速区的三个点，温度上升的趋势(形态)是大体一致的。
随着时间，预测精度会降低，不过大体在接受范围内。感觉这个区域精度要差一些。
模型搭好之后用来做什么发挥什么作用就因人/需求而异了。
这里提到用SimulinkDesignOptimization来做参数灵敏度分析，找到对目标温度影响最大的参数。
我感觉因为这个项目背景是用来做前期方案快速评估的，所以以参数/系统响应分析为主，看看趋势，指导设计。
也可能只是报告没提，对精度有进一步要求，实验数据还可以用来做参数标定。因为从上图4-6工况点来看，仿真和实测数据的曲线形状趋势是一致的。
特殊工况校验
这里也做了更多工况的结果，对比(和CAE)各个目标点(线圈，定子，转子，磁心)温度。
这其实就是一开始说的问题，在初期需要大量评估的时候，3D仿真无法满足效率的要求。所以退一步，搭建1维模型，牺牲部分精度来提高速度。
看相当于是把不同工况点下，各个抽象热源的发热功率以及各区域热传递系数计算出来，指导Simscape的负载输入以及对应的参数设置。
后面在Simscape里跑批量仿真，后处理之类的，就是基本的脚本，就很容易，也没什么好说的了。
下面这张表格是CAE计算出来的数据给Simscape模型用的，包括在某环境温度下，不同转速下的各个功率损耗。
之前也提到，这并不是“耦合仿真”，因为温度并么有反馈到电磁模型里。
这是当时列出来算是他们后续的工作计划，也包括了“耦合”部分。
不知道现在怎么样了，今年2022没参加活动，希望来年能邀请到他们继续要更新吧。
PPT下载地址：https://www.matlabexpo.com/content/dam/mathworks/mathworks-dot-com/images/events/matlabexpo/jp/2021/matlab-simulink-application-examples-for-thermal-design-of-automotive-motors.pdf
既然提到PMSM了，那有必要介绍下SimscapePMSM的损耗模型。其中PMSM的铁损计算模型来自于上面这篇论文。这里倒不是想翻译论文讨论原理，只是想大概解释下在PMSM模块里填的关于损耗计算的相应参数到底是怎么回事。
这篇论文里把铁损抽象为两种模式，Simscape就是根据论文里提供的各模式下的方程来计算的。
a)定子铁损1Mainmagnetizingfluxpath对应公式：
等号右侧三项分别为：
通过下面的给定的某频率下对应的损耗值，来折算上面的三项损耗系数。
b)定子铁损2short-circuit对应公式：
这里参数通过实验或者有限元分析结果来参数化，论文里描述了相关实验。
总之，通过以上方式计算的铁损，但实际上是总的铁损。
但如果我们把热源拆分成定子和转子：
那么刚刚计算出来的铁损也需要拆分成定子铁损和转子铁损。
那，怎么拆呢，就需要指定这个拆分比例了。
最后总的损耗分配：
R需要作为参数输入：
而这里的内阻和温度有关系，这也是为什么要输入下面这个温度系数Resistancetemperaturecoefficient，其实就是计算不同温度下的内阻。
模型地址：https://www.mathworks.com/help/releases/R2021b/physmod/sps/ug/pmsm-with-thermal-model.html
和介绍的案例一样，也可以用FEA计算出来的损耗模型替换这里的经验公式。
关于电机的热模型，暂时就是这么多。
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