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有限元分析_CAE應用解決方案專家
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新能源行業的CAE解決方案

      在環境污染日益嚴重的今天,新能源已經越來越受歡迎并逐漸成為社會發展的必然趨勢,迎合世界新能源產業發展趨勢,以新技術研發為核心,搶占新能源發展制高點,提升自主創新能力,是我國新能源未來的發展方向!借助CAE仿真技術替代反復使用物理樣機試驗,工程師可以充分利用CAE仿真技術對產品進行模流、鑄造、電子散熱、聲場、連接器多方面多學科的仿真分析,更快開發出安全可靠性好、性價比高的新能源產品。

     作為行業領先的CAE技術服務公司,深圳市有限元科技有限公司致力于為新能源汽車、充電樁、鋰電池等新能源產品提供高水平的專業CAE綜合服務。


CAE仿真在新能源汽車中的應用


  CAE仿真在新能源汽車研發應用領域涵蓋了機械、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。
1、電池組仿真分析
  • 電池組熱管理:根據溫度場分布設計散熱系統


電池包熱分析    


  • 電池的機械性能分析:碰撞,碾壓,針刺對電池的影響

碰撞


  • 電池的電性能分析:過充/過放,大電流,充/放,外部短路對電池的影響
  • 噪聲、振動和聲振粗糙度分析:流動噪聲,結構振動

振動


  • 結構的耐久性分析

翻轉



2、電動機仿真分析
  • 電磁設計優化:計算轉矩曲線,優化電磁參數

沖片磁化曲線    


  • 熱分析:設計散熱系統,防止熱損耗
  • 振動分析:降低電機噪聲
  • 系統集成:優化電動機及控制器
  • 結構耐久性分析

電機有限元模型



3、電力電子器件仿真分析


  • 控制邏輯優化:在不同驅動工況下,優化電氣傳動動力集成部件及系統
  • 熱管理:電磁損耗散熱方式和路徑設計
  • 熱應力分析:優化由熱應力和電磁力產生的機械形變問題
4、電磁兼容仿真分析
  • 在樣機制造之前進行電磁兼容分析
  • 減少電磁兼容的測試
  • 電機、母排、控制器等部件的
  • 電磁兼容分析

電機電磁


5、汽車輕量化仿真分析
  基于輕量化仿真需求,通過將材料的各項特性準確的映射到結構分析CAE模型中,可提升計算結構CAE的求解精度,提高驗證可靠性;降低產品重量,節約材料成本;降低產品厚度,加快生產效率。
通過歐特克所提供的異步仿真分析,優化傳統開發流程,將產品力學問題在設計階段解決。通過虛擬驗證替代試驗驗證,縮短開發周期,節約大量開發成本,降低開發風險。強大的Nastran求解器拓撲結構優化設計功能,基于給定的約束和載荷工況,自動獲得最佳的產品幾何結構,真正實現以仿真驅動設計的變革,將優化設計貫穿整個設計過程。
6、多物理場的系統集成仿真分析
       除了要解決電池組、電動機、電力電子等部件的問題之外,系統集成也是一個完整可靠的電氣傳動系統中至關重要的部分, 由于子系統和部件協同工作,緊密耦合,它們的開發也不能完全獨立地進行,而且每個子系統性能的改變都必須與其它所有子系統相匹配。

       同時整個系統涉及機械、流體動力學、熱學、電氣和電磁等領域的研究,因此為了成功地仿真如此復雜的電氣傳動系統,仿真方案必須建立在一個可實現多物理場、無縫集成的設計平臺上(如元王自主研發的的IDS集成產品設計仿真平臺),來平衡復雜的、相互依賴的、或相互矛盾的機械、電氣、電磁、流體和熱管理等多種設計需求。




CAE仿真在充電樁行業的應用 


1、CFD熱分析 

      “充電快”作為大多數新能源汽車車主對充電及充電樁的要求,同時也意味著充電樁電流要大,自然散熱和阻燃就要好!因為進行cae熱仿真是必須的!

2、強度及剛度分析

       由于充電樁使用環境的復雜,尤其在寒冷的北方,耐寒抗沖仿真分析也是不可缺少的一環。
       充電樁外殼共有6個部分可以用到塑料,分別是充電樁殼體,充電樁插頭、充電樁插座,充電槍外殼,斷路器,接觸器及電源模塊外殼,不同部位的外殼材料有相對應的選材要求,既要達到性能要求,也要選材要經濟安全。 
3、電磁分析
       充電樁電壓及電流變化頻繁,同時又需要與其他設備進行通訊訪問、信息驗證以及支付機制,所以在研發和使用過程中還需要進行電磁分析。
4、連接器分析
       從材料的角度來講,充電樁涉及的零配件主要有五金件,電氣元件,線纜,塑料件,需要應用到各種連接器,而充電樁作為一個長期使用的設施,不可避免的會進行多次的插拔和連接,所以要進行連接器可靠性分析。
5、電池仿真
       面臨全球新能源汽車產業快速發展態勢,除鋰電池快速發展之外,釩電池與電容型電池也將步入成熟發展階段,預計將在2017年加入電動汽車行列。
       未來,氫燃料電池也將在國內陸續推廣開來,這些對于充電樁行業而言,將是絕對的利好。
6、結構與材料優化
       優化設計包括尺寸優化、形狀優化、形貌優化和拓撲優化,而表現在充電樁設計中則有材料節能環保、結構簡潔可靠、安裝維護方便等。在維持充電樁重要區域原結構、模態和剛度性能等基本不變的基礎上,對其他部位進行優化達到上述目的。
7、電力電子器件仿真分析
       控制邏輯優化:在不同驅動工況下,優化電氣傳動動力集成部件及系統
       熱管理:電磁損耗散熱方式和路徑設計
       熱應力分析:優化由熱應力和電磁力產生的機械形變問題
8、疲勞分析
       根據疲勞理論,疲勞破壞主要由循環載荷引起。傳統的產品疲勞性能驗證需要幾年甚至更多時間來在樣機上進行大量的疲勞試驗,發現設計錯誤并改進。
       通過CAE仿真技術用載荷譜模擬和加載,預測壽命和反饋優化,大幅度壓縮試驗時間、縮短開發周期。






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