新能源汽車(chē)與新能源電池設(shè)計(jì)中的CAE仿真技術(shù)應(yīng)用

時(shí)間：2022-02-13作者：三橋設(shè)計(jì)有限公司瀏覽：369

隨著各國(guó)**對(duì)新能源汽車(chē)的關(guān)注，新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展*。傳統(tǒng)汽車(chē)的新能源汽車(chē)形式與傳統(tǒng)汽車(chē)相似，但內(nèi)部變化較大，產(chǎn)生了巨大的優(yōu)化和改進(jìn)空間。在新興設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高精度、高質(zhì)量、全面、統(tǒng)一的輔助設(shè)計(jì)工具可以為企業(yè)技術(shù)帶來(lái)。




行業(yè)難題




新能源汽車(chē)系統(tǒng)組成復(fù)雜，涉及電、磁、控制、機(jī)械、流體等不同物理領(lǐng)域；以及整體、機(jī)械、氣動(dòng)外觀、電子電氣等不同設(shè)計(jì)部門(mén)。如何綜合評(píng)價(jià)電磁、結(jié)構(gòu)、溫升等關(guān)鍵部件的性能，如何綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)與部件的匹配，如何協(xié)調(diào)各設(shè)計(jì)部門(mén)的設(shè)計(jì)？上述問(wèn)題涉及水平多域設(shè)計(jì)、垂直多層次設(shè)計(jì)，甚至需要綜合考慮流程和數(shù)據(jù)管理。




新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)由高性能牽引電機(jī)提供扭轉(zhuǎn)輸出，涉及流體、結(jié)構(gòu)、溫度、電磁和控制等復(fù)雜的物理場(chǎng)問(wèn)題。




新能源汽車(chē)動(dòng)力電池是一個(gè)新的組成部分，主要考慮試驗(yàn)過(guò)程的安全性和設(shè)計(jì)階段使用壽命的管理。兩者分別與汽車(chē)碰撞安全和電池?zé)峁芾磔^相關(guān)。碰撞安全涉及到電池的安全使用，而電池組的熱管理在很大程度上影響了電池組的整體壽命和里程。




整車(chē)級(jí)EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要限制車(chē)輛**器和車(chē)外輻射源的工作EMC性能。車(chē)內(nèi)電子設(shè)備數(shù)量多，新能源汽車(chē)更多，可能成為輻射干擾源或 ** 電機(jī)、變流器、各種天線(xiàn)等擾體ECU等等，種類(lèi)繁多，頻譜跨度廣，安裝位置多樣。EMC在整車(chē)的最后設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師需要付出更多的代價(jià)。




解決方案




新能源汽車(chē)的各個(gè)方面提供統(tǒng)一、準(zhǔn)確的分析系統(tǒng)和解決方案。




鋰電池散熱




ANSYS Fluent 定制單體鋰電池M ** D模型，內(nèi)置三個(gè)1D的電化學(xué)模型來(lái)計(jì)算電池內(nèi)部的電流及熱量生成，用于也可以通過(guò)自定義的程序來(lái)求解電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。M ** D模型可以大大簡(jiǎn)化單體電池的熱分析過(guò)程，其計(jì)算精度也能滿(mǎn)足工程要求。




ANSYS Fluent 鋰離子電池組熱管理分析的主要問(wèn)題是工作溫度和電池溫度均勻性，可分為電池模塊和模塊之間的溫度均勻性。在電池組的熱分析中，ANSYS CFD其巨大優(yōu)勢(shì)：




首先，在簡(jiǎn)化模型處理方面的優(yōu)勢(shì)。電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常非常復(fù)雜，包括螺栓、支撐結(jié)構(gòu)、銅片等細(xì)節(jié)。在這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)下，需要提取熱分析所需的關(guān)鍵部件，如換熱通道和電池CFD計(jì)算。使用ANSYS Space Claim幾何建模和修復(fù)工具可以簡(jiǎn)化幾何模型，并獲得用于計(jì)算的模型。




二是求解器模型的優(yōu)點(diǎn)，ANSYS Fluent中間流程耦合M ** D該模型的電化學(xué)方程可以獲得較準(zhǔn)確的溫度分布，并較準(zhǔn)確地指導(dǎo)換熱設(shè)計(jì)。




麥格納**混合動(dòng)力汽車(chē)電池包熱管理模擬福特和德?tīng)柛：献鞯娜旌想妱?dòng)車(chē)電池包散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)




電池模塊風(fēng)管優(yōu)化案例




還需要對(duì)電池組進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，如翻轉(zhuǎn)、沖擊、跌落分析等。ANSYS分析軟件，觀察各種工況下電池組的結(jié)構(gòu)性能，快速、安全、可行。

鋰離子電池組墜落分析結(jié)果




2.電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分析




新能源汽車(chē)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)/控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括電氣、電磁、熱、流體、結(jié)構(gòu)、噪聲、控制等物理場(chǎng)、多層次、集成設(shè)計(jì)內(nèi)容，迫切需要引入新的電機(jī)設(shè)計(jì)解決方案，通過(guò)平臺(tái)方法，形成多物理場(chǎng)協(xié)同設(shè)計(jì)工具，結(jié)合高性能計(jì)算技術(shù)和多學(xué)科優(yōu)化技術(shù)數(shù)字研發(fā)環(huán)境。




電機(jī)本體設(shè)計(jì)

根據(jù)永磁化、無(wú)刷化、無(wú)刷化、高速化、高效節(jié)能的發(fā)展趨勢(shì)、研發(fā)需求和技術(shù)挑戰(zhàn)，綜合考慮電機(jī)本體設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，包括基于磁路法的電機(jī)快速設(shè)計(jì)、初始方案評(píng)價(jià)和優(yōu)化設(shè)計(jì)；基于瞬態(tài)電磁場(chǎng)有限元分析的電機(jī)精確分析和參數(shù)化/優(yōu)化設(shè)計(jì)；基于有限元的熱、應(yīng)力和變形分析；基于有限容積法的流體熱分析和散熱系統(tǒng)優(yōu)化；基于電磁、熱、結(jié)構(gòu)單/雙向耦合的多物理場(chǎng)耦合設(shè)計(jì)；基于電磁、振動(dòng)和噪聲自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程的耦合設(shè)計(jì)。




**速優(yōu)化傳統(tǒng)電機(jī)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能；通過(guò)高效探索和積累無(wú)刷永磁電機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)刷永磁化；通過(guò)優(yōu)化高速電磁和多物理場(chǎng)耦合特性。




電機(jī)電磁、結(jié)構(gòu)、熱等物理場(chǎng)耦合設(shè)計(jì)




ANSYS多場(chǎng)耦合計(jì)算電機(jī)結(jié)構(gòu)、熱、聲場(chǎng)、電磁場(chǎng)分析




EMC/EMI電磁兼容性和干擾分析

在現(xiàn)代電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)中，電磁兼容性和干擾日益成為設(shè)計(jì)瓶頸。EV/HEV以電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例：牽引電機(jī)高速運(yùn)行，大功率IGBT以幾十KHz電纜、IGBT、母排、PCB寄生參數(shù)，如關(guān)鍵路徑布線(xiàn)，也會(huì)直接影響各種功率和控制信號(hào)的傳輸；PCB控制板級(jí)信號(hào)串?dāng)_和電磁輻射干擾；各種車(chē)載電磁設(shè)備分布在有限的車(chē)身空間內(nèi)，電磁干擾影響設(shè)備的性能；各種高低頻感應(yīng)、輻射和傳導(dǎo)干擾不僅影響電磁設(shè)備的性能，而且*導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤操作或失控，影響車(chē)輛運(yùn)行性能，甚至故障和事故；如何有效設(shè)計(jì)各種共模和差模濾波器，IGBT控制器包裝、車(chē)載電磁設(shè)備布局和各種電磁屏蔽措施變得至關(guān)重要。因此，要開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，必須解決電磁兼容性設(shè)計(jì)問(wèn)題。





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• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 物品冷凍冷藏設(shè)施設(shè)備的維護(hù)管理

  物品冷凍冷藏設(shè)施設(shè)備的維護(hù)管理企業(yè)應(yīng)當(dāng)按照《規(guī)范》的要求，配備相應(yīng)的冷藏、冷凍儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施設(shè)備及溫濕度自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并對(duì)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理。(一) 冷庫(kù)設(shè)計(jì)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求;冷庫(kù)具有自動(dòng)調(diào)控溫濕度的功能，有備用發(fā)電機(jī)組或雙回路供電系統(tǒng)。(二)按照企業(yè)經(jīng)營(yíng)需要，合理劃分冷庫(kù)收貨驗(yàn)收、儲(chǔ)存、包裝材料預(yù)冷、裝箱發(fā)貨、待處理藥品存放等區(qū)域，并有明顯標(biāo)示。驗(yàn)收、儲(chǔ)存、拆零、冷藏包裝、發(fā)貨等作業(yè)活動(dòng)，必須在

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