低频电磁仿真|新能源汽车性能提升的利器

低频电磁仿真|新能源汽车性能提升的利器

 

低频电磁仿真|新能源汽车性能提升的利器

12月13日,为期两周的第28届联合国气候变化大会(COP28)在迪拜圆满落幕,各缔约国代表就如何应对全球气候变化进行了激烈的探讨,并对《巴黎协定》实施情况进行了首次盘点。盘点的情况不容乐观,而近年来全球变暖趋势加快、极端天气事件频发等现象也表明,目前的气候形势依然严峻。世界各国纷纷制定降碳、减碳措施,中国在2020年提出了“3060”双碳目标,而大力发展 新能源汽车 是实现目标切实有效的重要举措,新能源汽车逐渐替代传统燃油车也成为行业发展的必然趋势。

永磁同步电机
新能源汽车的心脏
低频电磁仿真|新能源汽车性能提升的利器
当前,我国新能源汽车产销量稳居全球第一。随着新能源汽车的普及,电机作为新能源汽车驱动系统的核心组成部分,其重要性不断凸显。电机可以使电能转化为机械能,通过传动系统将机械能传递到车轮,驱动汽车行驶。永磁同步电机凭借其高功率密度、高转矩、体积小、重量轻、响应速度快、能量转换率高等方面的优势,已成为新能源汽车应用最为广泛的驱动电机之一。
 
低频电磁仿真|新能源汽车性能提升的利器

永磁同步电机构造示意图

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的工作原理是利用定子绕组通电产生旋转磁场,推动转子上的永磁体同步旋转,由此将电能转化为汽车的机械能。其分为表面永磁同步电机(SPMSM)和内置永磁同步电机(IPMSM)两种。SPMSM通常用于轻型电动汽车和混合动力汽车中;IPMSM则用于重型电动汽车、公交车和地铁等需要高效率和大功率的场合。

 

电机性能优化
低频电磁仿真
作为新能源汽车的动力源,永磁同步电机的性能直接影响着汽车的续航里程及行驶状况通过低频电磁仿真可以分析得出永磁同步电机的磁场分布、电磁力、转矩、功率等性能指标,从而优化电机的设计方案,如调整电机的磁环设计、转子和定子的结构设计、增加永磁体数量等,从而提升电机性能。不仅如此,仿真分析还可实现在电机打样前多次调整设计参数,能够有效降低电机厂家打样成本提高研发生产效率样机出厂质量,逐渐成为电机设计制造过程中的重要环节。

云道智造通用多物理场仿真PaaS平台Simdroid(伏图)具备自主可控的低频电磁求解器,支持多物理场耦合仿真,在统一友好的环境中为仿真工作者提供前处理、求解分析和后处理工具。其内置APP开发器,支持用户以无代码化的方式便捷封装参数化仿真模型及仿真流程。

正确的建模、网格划分、材料参数的选择和边界条件的设定等都会影响仿真结果的准确性。下面我们就来看下如何使用Simdroid(伏图)低频电磁模块表面永磁同步电机 (SPMSM)进行仿真分析,并封装为仿真APP。
永磁同步电机仿真分析案例
(点击观看,设置全横屏播放,观看更清晰)
结  语
通过低频电磁仿真分析可以得出永磁同步电机的空载工况,包括反电动势、磁链、磁感应强度分布、齿槽转矩等参数,也可以得到负载工况关注的电磁转矩和功率密度分布等重要参数,工程师可根据这些参数,优化电机设计。
低频电磁仿真|新能源汽车性能提升的利器
随着新能源汽车行业的快速发展,永磁同步电机的应用将越来越广泛,对电机的性能也提出更高的要求。通过使用云道智造Simdroid(伏图)进行低频电磁仿真分析,可为永磁同步电机的设计优化提供科学的指导,进而提升电机性能,有助于电机厂家满足日益增长的市场需求,获得有力的市场竞争优势。
 
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