左起：ANSYS机电产品全球技术总监Scott Stanton先生、ANSYS中国区总经理邱春雷先生、ANSYS技术专家胡晓博士

新的设计挑战

当前，汽车技术正经历着一场革命，新能源汽车技术是全球汽车行业未来发展的趋势，有着惊人的发展速度。无论是汽车生产企业还是零部件生产企业的工程师都面临着巨大的挑战，需要重新思考如何进行动力传动系统的设计，即如何在非常有限的时间内进行研发，而动力电池组、牵引电动机及发电机和功率电子器件正是电气传动系统设计的关键部件。

动力传动系统

混合动力汽车的动力传动系统是一项崭新的革命性技术，要在极短的时间内完全从头开始，设计出一个低廉、高效、稳定且可靠的传动系统，对工程师来说是一个极大的挑战。先进的工程仿真技术不仅可以帮助工程师深入研究复杂元件和系统的性能，还可以通过虚拟样机设计和测试，来加快和改进动力传动系统的研发。ANSYS仿真技术能够帮助工程师在原型样机制造之前，就了解系统在各种工况下的性能。这种先进的CAE技术必将帮助厂商在传统的动力传动系统技术竞争中脱颖而出。电动和混合动力汽车的动力传动是一个非常复杂的系统，其系统、子系统以及零部件必须连贯、紧密配合地运行，以保证汽车的效率和性能最优化。

汽车的电传系统可以在同一个集成化的仿真平台上精确仿真，开发者可以在上面评估每一个零部件、子系统以及系统机上他们之间的相互影响。由于在真实的环境中，零部件会受多个物理域的影响，所以仿真工具必须能准确地预测多方面的外力对它的影响，包括结构力学、动力学、流体动力学、热物理学、电磁学、电化学、电磁辐射以及电磁干扰/电磁兼容等。

同时，动力传动系统的设计必须能够将这些复杂的部件模型处理成为降阶模型，并用他们来建立系统和子系统模型，最终用于优化子系统或整个电传动系统的性能。

电池优化

电池热管理是电动和混合动力汽车开发的重中之重，需要避免由于电池过热带来的电池效率降低和使用寿命缩短。因此需要有一种基于温度和充电状态的控制算法，来描述不同负荷下的不同电池性能。为了评估和优化不同热管理模式的性能，必须采用参数化、DOE等方法，并结合ANSYS CFD求解器来对复杂的冷却流动和共轭传热进行分析。为考察电池组循环使用性能，需要结合ANSYS CFD和Simplorer技术，采用线性时不变（LTI）模型快速实时仿真。

工程师可以借助Simplorer来评估控制算法，研究过度充电、大电流充放电、外部短路以及其他电气故障对电池寿命降低和电池爆炸的影响。由于Simplorer能将三维实体模型（流体动力学和机械）紧密集成到控制电路仿真中，所以他是研究这种算法的理想工具。

仿真还必须要考虑电池组的排列、安装位置以及各种路况下电池组的受力情况。电池必须能应对各种故障工况，例如外部受热、过充、过放、针刺、碰撞及外部短路等。在发生碰撞的情况下，还必须保证乘客不会受到电池释放的有毒酸性液体的伤害。ANSYS MechanicalTM软件不仅用于评估整车结构的完整性，也用于研究振动、耐久性和疲劳寿命等。

ANSYS仿真技术

ANSYS电动车和混合动力电动车仿真技术可以通过对复杂元件及系统的深入了解以及虚拟原型设计和测试，帮助电气传动系统迅速发展，并不断改进其性能。该项技术帮助工程师在生产原型样机之前, 深入了解设计产品在不同的真实环境下的各种性能，并提供一个集成化的设计和仿真分析平台，实现电气传动系统的设计、仿真分析和性能优化。

无论是EV/HEV供货商还是系统集成商，ANSYS都能针对不同的设计需求，提供从部件到系统的、多层次和多领域无缝集成的一体化设计解决方案。