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    新能源汽車研發中CAE技術的應用
    來源:佚名 出處:搜狐新聞 | 作者:pmofc3171 | 發布時間: 2019-03-14 | 583 次瀏覽 | 分享到:
    越來越多的汽車廠商投入更多到新能源汽車的研發制造當中,要設計非常復雜可靠的下一代電氣傳動系統,使用緩慢和低效的、反復樣機試驗的研制方法已不能滿足快速設計的需求。為了能在最短周期內研制出高質量、可靠穩定的新能源汽車,工程師在研發環節引入先進的CAE仿真技術,來替代傳統的反復使用物理樣機驗證方法,幫助工程師在汽車物理樣機制造之前,就能夠有效地評估多個供選方案,進行許多假設分析研究,預測車輛在實際駕駛情況下的性能。




    一、CAE技術在新能源汽車研發中的應用

    新能源汽車固然是未來汽車發展的趨勢,越來越多的汽車廠商也會投入更多到新能源汽車的研發制造當中,越早推出產品越有利于占領市場。但與此同時原始設備制造商和供應商都面臨著研發難題,這對于先進的公司是巨大的潛在利益,而對于落后的公司則是重大的挑戰,如果解決不好這些難題,將有缺陷、尚不完善的產品推向市場,則存在著巨大的商業風險。在激烈的競爭環境中,要設計非常復雜可靠的下一代電氣傳動系統,使用緩慢和低效的、反復樣機試驗的研制方法已不能滿足快速設計的需求。

    為了能在最短周期內研制出高質量、可靠穩定的新能源汽車,工程師在研發環節引入先進的CAE仿真技術,來替代傳統的反復使用物理樣機驗證方法,幫助工程師在汽車物理樣機制造之前,就能夠有效地評估多個供選方案,進行許多假設分析研究,預測車輛在實際駕駛情況下的性能,在前期就進行快速優化設計,以避免在產品開發的后期發生意外和問題。

    用于新能源汽車的CAE技術涵蓋了機械、流體動力學、熱學、電氣和電磁等領域,主要解決電氣傳動系統單個部件:電池組、牽引電動機、電力電子器件等的開發問題,以及子系統之間的集成和電磁干擾、復雜電氣傳動系統的設計和研究,此外還有新能源汽車NVH特性、輕量化、安全性等性能分析優化。

    二、新能源汽車仿真分析主要解決方案

    由于與傳統汽車在結構和工作原理上有巨大區別,此處僅針對新能源汽車研發,列舉的仿真分析解決方案主要涉及電池組熱管理和電化學模擬、電動機和電子器件模擬、電磁場分析、電機驅動控制系統等領域。

    熱管理在解決電池熱組管理問題上,可以采用ANSYS的計算流體力學軟件FLUENT去檢查電化學,研發先進的電池冷卻方案。其他熱管理應用需要ANSYS的Icepak技術,該軟件可用于封裝、電路板及系統級CFD模擬,包括自然對流、強制對流和輻射傳熱。產品開發人員可以在模擬中并入封裝或電路基板的焦耳熱現象。并入焦耳熱有兩種方式:或者可以通過CFD求解器內的近似計算,或者通過轉換配電數據,其中配電數據是通過功率和信號完整性的ANSYS工具SIwave模擬計算而得到的。

    結構和結構熱分析對于機械和熱模擬,ANSYS軟件提供了一個進行結構綜合分析的解決方案,包括ANSYS機械、機械可靠性分析和應力分析的結構程序包,該套件包含了一套完整的非線性及線性單元和一系列有限元性能和材料定義,ANSYS的疲勞軟件可用于模擬產品在預期循環加載條件下以及在產品預計的壽命范圍內的性能。ANSYS軟件還提供了隱式和顯式求解器,使工程師能夠模擬機械應力和應變,如通過顯式跌落模擬分析沖擊和振動。

    系統控制用于機械、電氣或控制系統的傳統“建造與測試”方法和孤立的虛擬樣機工具忽視了各學科之間的重要相互作用,導致結果不完整或不準確。

    MSC的多學科仿真解決方案能夠驗證、優化完整的機電系統性能。EASY5 提供了使用簡單、交互操作的建模環境,用戶可從預定義的零部件庫進行選擇來創建系統模型,這些零部件代表了復雜的實體元件。

    汽車電子仿真汽車電子元件需要能夠承各種潛在的加載場景和環境條件,MSC軟件提供的CAE工具具有多物理功能,能夠仿真汽車電子的機械、熱及電磁行為。

     

    新能源汽車已成為汽車產業未來發展的趨勢,也得到了政府政策的大力支持,關鍵技術主要體現在電池組、電控系統、電氣傳動總成系統等方面,這些為新能源汽車開發帶來了挑戰。工程師需要借助CAE技術,來替代反復使用物理樣機試驗的方法,對電池組、電動機、電控器件、電磁兼容性等方面進行多學科的仿真分析,不斷優化,開發出安全可靠性好、性價比高的新能源汽車。

     

     

     

     


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