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构建HEV\EV传动系统仿真加速新能源汽车发展

http://cn.newmaker.com 12/14/2010 5:47:00 PM 佳工机电网

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展厅 4	汽车与公路设备展厅乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ...

随着空气污染及石油短缺问题日益严重，利用新能源发展是当前我国的重要策略，混合动力车和电动汽车替代传统汽油和柴油车已经成为汽车行业的发展趋势。

全新电气动力系统是未来

新能源技术与应用也就成为世界汽车企业追逐的方向，从2011年开始欧美的汽车制造商将大力投入电动车或者混合动力车。到目前为止，大部分汽车制造商，已经为客户提供相应的电动车或者混合动力车作为选择。在中国，比亚迪等汽车制造企业也加大投入，混合动力车和电动车的发展将得到进一步加强，但新能源汽车投入大，风险和回报依然是企业所最担心的。

同传统汽车相比，电动汽车和混合电动汽车的动力系统发生很大变化，要重新进行动力传动系统的设计，还要在非常有限的时间内进行可靠的研发。动力电池组、牵引电动及发电机、功率电子器件等都是电气传动系统设计的关键部件。

在混合动力和电力车当中，通常会牵扯到电池、牵引发动机还有功率电子等，在这其中，“最大的两个问题分别是热的管理和安全问题”ANSYS技术专家胡晓博士说，在电池过热方面的主要问题是，当通过电池的电流较大时，电池的温度升得太高，会导致一些安全隐患。

而安全更是每个公司最为关注的问题之一。顾客在购买电动汽车或混合动力汽车时，通常会关心电池安全性，会不会导致火灾或者爆炸等。除此之外，比如说像电磁兼容(EMC)技术技术，包括振动，车的高效性的问题，都是电动汽车和混合动力汽车的关键技术。

仿真将是应用趋势

对混合动力车及电动汽车进行先进的数值仿真，利用无缝集成的多物理域仿真软件也是工程化汽车工业的未来，ANSYS机电产品全球技术总监Scott Stanton说。因为面对复杂的情况，单针对EMC而言，如果在现实环境测试，通常要建一个数百万美元的测试厂。而采用仿真则会改变这种现状，比如数值仿真将大大加速电池开发，较好的进行电池的热管理与设计。

不过，关于仿真软件，不同的用户还有不同的偏好，有的喜欢用基于数学计算的模式，有的喜欢电路的，有的喜欢用电磁的等等。但由于系统通常是作为一个整体来工作了，上述研究的结果仍然是大家对于单一的性能有所了解。所以，如果能够提供一种能涵盖全方面的，包括多个场合、多物理场的解决方案，将更有效果。

ANSYS就是在一个系统级的平台上为用户提供包含多个领域解决方案的厂商。能够提供包括流体、机械、热还有电磁，电磁还包括RF等，让用户能够在一个多环境、多学科、多物理场的情况下研究涉及到的所有问题。

在电池方面，是CFD技术；在逆转器方面主要针对如何计算损耗以及与热能相关的问题。在电机方面，ANSYS方案可以把电磁与FEA技术连接起来，进行一种多物理场的仿真，对振动进行分析，可以使得对速度的变化有一个更好的了解。

在设计方面，ANSYS的核心就是解算机，是包括热能、机械、电磁和流体在内的，形成的一个整体系统。在购并Ansoft后，系统又得到进一步升级，现在解算机可以单独分析一个部件的情况，然后把它放到一个整体系统中，检测不同部件之间的互动情况。

另外，ANSYS还提供一种共仿真技术，不同的物理域可被同步仿真，并且会考虑它们之间的相互作用。例如，电路模型可通过电机FEA模型同步仿真，这样可以更好地理解一个系统中一个部件的行为和不同部件之间的相互作用。

另外，ANSYS倡导仿真驱动的产品研发。通常有两种样机原型，第一种是实际样机，在部件制造出来之后去进行测试，把它拿到实验室看一看是否符合了标准。如果不符合标准，还要再进行测试和调整。ANSYS能够为大家提供的是另一种样机模型，就是用软件的方式建立虚拟样机。例如开发混合动力车，开始可以建立一个总体系统的要求，如动力要求多少、耗电量要求多少、速度提升多快等，在有了总体要求后，就可以详细建立对于各个部件的要求；完成这步之后，就是原型样机。虚拟样机利用多物理场的融合，比如说像流体、电磁、电力以及热力这些融合在一起，以一种无缝集成的方式对这些性能进行仿真。还可利用降阶方式从非常复杂的的模型中提取出仿真模型。“通过虚拟样机，将为用户大大省节去时间和金钱” Scott Stanton说到。

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