（1）安全性，（2）灵敏性，（3）舒适性，（4）经济性等。 同时我们了解到汽车电气系统有以下几个特点：

（1）低压，汽车电气系统的额定电压有 12V 和 24V 两种，目前市面上的汽 油车广泛采用 12V。

（2）直流，汽车电气系统使用直流是由于启动发动机的启动机，是直流串 激式电动机，其工作时必须由蓄电池供电，而蓄电池消耗电能后又必须用直流电 来充电。

（3）单线制。

（4）负极搭铁。 本课题研究的汽车电气系统的仿真设计主要是模块的搭建，首先建立蓄电池

模块，蓄电池模块中又有多个模块，如电池模块，热模型模块等，在模块的搭建 中，要注意各个模块间的关系，变量的输入与输出等。其次是搭建发电机模块， 主要考虑温度和转速对发电机输出电压的稳定的影响，将温度和转速作为变量输 入发电机模块，从而控制发电机的输出电压保持在一个稳定的范围内，使汽车用 电设备能正常运行。最后搭建汽车用电设备模块，主要考虑了汽车座位系统、音 响系统、汽车窗户、汽车送风系统、汽车后除霜器、汽车前灯、汽车尾灯、汽车 雾灯、汽车风扇系统的仿真设计模型。图 2-2 给出了本文仿真设计汽车电气系统 的流程图。

汽车电气系统设计流程图

2。4 本章小结

本章首先介绍了 MATLAB 和 Simulink 的软件功能，其对于建立汽车电气系 统的仿真模型较方便，简要介绍了软件基础操作方法。从整体的角度，大致了解 了汽车电气系统基本运行情况，在设计时需考虑到实际中对汽车的要求，设计出 符合日常生活需要的汽车仿真设计。

3 蓄电池组模块建模与分析

3。1 蓄电池工作特性

蓄电池是一种可通过内部离子在正负极间移动发生化学反应来储存或释放 能量的装置。目前，蓄电池已被广泛的使用在我们的日常生活中，汽车中的蓄电 池主要应用在以下四个方面：

（1）汽车发电机启动时，由蓄电池向启动机和点火系统供电。文献综述

（2）发动机低速运转时，蓄电池电压高于发电机电压，由蓄电池向汽车用 电设备供电。

（3）当蓄电池电量不足，发电机所带负载较少时，发电机向蓄电池充电， 蓄电池储能。

（4）当所带工作负载太多时，蓄电池协同发电机向用电设备供电[4]。 本课题结合当代汽车电子科技技术的背景，选用锂离子电池进行研究。锂离

子电池是一种二次电池，可对它进行充电，主要工作原理是依靠锂离子在正极和 负极之间的移动来工作：充电时，Li+从正极流向负极，负极处于富锂状态；放 电则相反。

锂离子电池因具有电压高（3。9V 以上）、比能量高（为传统电池的 2~5 倍）、 体积小、比功率大，可大电流放电、放电平稳、工作温度范围宽、可循环使用和 无记忆效应等众多优点，是目前综合性能最优的电池，可与汽车用电设备良好的 结合使用。

当然，锂离子电池并不是十全十美，同时也存在着一些缺点，比如：不耐受 过充，不耐受过放，新品回收率高，尤其是易衰老，这主要和温度有关。

所以本章主要研究其温度控制方面的技术问题。电池组工作过程中，由于电 池的充放电是一种化学反应，必然会产生一定的化学热，电阻产生的热量也必须 考虑在其中，如果这些热量不能及时散失，长期使蓄电池组处于较高温度状态下， 会影响整个电池组的使用寿命和稳定性[5,6]，甚至会引发严重的燃烧或爆炸事故， 威胁汽车运行安全，这就给锂离子电池的实际应用带来了严重的影响[7~11]。根据 Biensan P[13]等的研究表明：如果锂离子在不适当的条件下使用，温度最高可以达 到 700℃，电池会出现冒烟、着火、爆炸，乃至人员伤亡等情况。在蓄电池组中， 单个电池之间串联，当一只电池的性能下降时，整个蓄电池组的性能都会受到影 响。据实验研究表明：温差分别在 5℃，10℃，15℃的情况下，同等充电条件的