技术分享 | 利用仿真推进汽车应用电机开发

利用仿真推进汽车应用电机开发
通过全面解决方案满足设计要求、行业标准和安全法规，提高电机的功率密度、能源效率和运行寿命。

《机会之路》

2021 年至 2023 年，电动汽车（ EV ）代表着 7 万亿美元的市场机会 ，而且预计还将继续增加。在快速增长的电动汽车市场，汽车制造商正在转向先进的设计、测试和制造技术。作为这一努力的一部分，工程师们突破了电机设计的边界，以提高效率和性能，最终推动了牵引电机的采用。

发动机负责将存储的能量转化为前进运动所需的能量，而动力总成和相关系统负责分配、管理和控制车辆的能量需求和效率。

在考虑电传动系统时，有几个设计目标会影响整个车辆的功能：

– 节能
– 更高的扭矩和功率密度
– 降低NVH
– 降低成本
– 更短的开发周期
– 提高安全性和可靠性
– 提高集成度

缩短开发时间满足电机性能要求
由于存在许多设计变量，工程师必须快速地在电机的设计空间中导航，以加速高效可靠的电机和相关的电动驱动系统集成的概念和开发。借助我们针对电动牵引电机的概念、设计和规格的解决方案，工程师可以迅速探索和评估峰值扭矩、效率和材料成本之间的权衡取舍，从而避免在设计周期中进行昂贵的再造。

– 全面而强大的几何模板涵盖了许多电机技术、拓扑结构和冷却系统
– 基于比率的参数化选项为参数化设计优化提供了前所未有的功能

借助多物理场洞察，最大限度地提高电机鲁棒性并最大限度地减少退磁
通过可靠、精确的电磁仿真，深入了解牵引电机内部和周围的复杂物理相互作用。通过我们的先进磁学分析解决方案，在电动机的初始设计中，所有设计目标都被考虑在内，以避免后续出现意想不到的问题，这将带来更高的变更成本。

– 使用精确的2D和3D求解器研究材料等级、磁致伸缩、矢量磁滞、交流损耗等
– 使用可靠性技术对设计空间执行更稳健的统计和优化分析
– 优化材料利用率
– 快速生成效率图并创建ROM

为可靠、高效的电机获得快速、最佳的冷却
使用准确的CFD/热学解决方案同时考虑所有电磁、结构/声学和热学设计性能指标，从而实现更快、更可靠和更高效的电机设计。避免通过建模和分析进行构建和测试，以将测试和原型设计仅限于最佳设计点的子集。

– 预测空冷和液冷（包括油雾和水套）的热性能
– 评估双向电磁和热物理耦合的相互依赖性
– 利用高性能计算（HPC）预测绕组、磁铁和叠片等关键组件的温度分布

调整电机设计以降低NVH，同时满足电气性能要求
模拟电动机的噪声、振动和噪声（NVH）是电动汽车（EV）振动声学设计的关键步骤。安赛斯的先进磁学分析以及结构和声学建模解决方案使汽车制造商能够降低电动汽车的NVH，提高客户满意度并获得汽车行业的竞争优势。

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