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新能源汽车充电桩仿真解决方案


为提高充电速率，采用高频变压器，如何设计变压器减小其损耗并降低其发热。

合理的设计电磁锁，保证安全性的同时减小动作时间，减小通电电流和线圈发热带来的安全隐患。

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  • 针对电磁锁及变压器进行电磁仿真，通过仿真驱动设计，减少试制验证带来的损失。

  • 针对安全性问题进行电磁-热耦合仿真，对热可靠性问题有更直观的认识。

  • 软件功能：电磁场分析、流体和热分析、结构强度分析等。

  • 应用场景：新能源汽车充电桩，变压器、电磁锁、箱体散热及结构安全等。

  • 方案价值：实现仿真驱动设计，通过仿真输出结果对前期方案设计可能带来的结果有更加直观的认识，减少后期验证带来的风险和损失。

变压器电磁分析

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随着充电速度的提高，充电电压和功率越来越高，随之而来的是变压器频率不断提高。然而随着频率和功率增加，变压器的损耗越大。因此如何设计变压器，在提高频率的同时降低损耗和发热显得尤为重要

  • Ansys Maxwell

- 2D/3D电磁有限元分析

- 稳态分析（直流和频域分析）

- 瞬态分析（时域分析）求解涡流效应

  • 优化/参数化/鲁棒性设计

- 优化几何外形及材料参数

- 设计方案评估

  • 高性能计算（HPC）

- 采用更多核数提高计算效率

  • Ansys多物理场分析

- 与Icepak AEDT双向热耦合分析

  • Simplorer电路分析

- 与Maxwell链接进行系统分析

- 复杂电路控制

电磁锁仿真分析

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实际电磁锁（磁力锁），其设计和电制动器类似。是利用电生磁的原理，当电流通过硅钢片时，电磁锁会产生强大的吸力紧紧的吸住吸附铁板达到锁止的效果。

  • Ansys Maxwell

- 简化为2D轴对称模型进行分析

- 几何模型简单，节省建模时间

- 可通过3D建模分析提高分析精度

  • 快速建模

- 通过Maxwell直接建模

- 通过外部CAD工具导入

  • 分析方法

- 稳态分析：获取电磁力大小，得出其冲程、电流曲线

- 瞬态分析（需要驱动电路）：获取瞬态的电磁力、电流及位移曲线，求解涡流及磁耗散效应

  • 分析优化

- 参数优化/几何外形优化

- 设计方案评估


机箱散热分析


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对于充电桩机箱内部电子元器件布局，应用CFD与热耦合分析，快速进行散热分析。

  • Ansys Icepak

- 从芯片级到系统级的工程应用

- 快速建模（MCAD及ECAD）

- 灵活的自动网格生成工具

- 针对复杂曲面的高精度贴体网格

- 针对复杂装配快速网格生成的并发网格设置

  • 求解器

- 以Fluent为求解核心，有着大量成熟的工程应用、适用范围广

- 快速数值收敛

- 可通过Ansys HPC并行计算

  • 后处理

- 云图/矢量图/流线图/截面及动画等

- 输出分析报告（HTML）

  • 材料库

- 可调用自带的大量标准材料及部件模型，避免手动输入参数

- 可建立用户自己的材料库


电池包仿真分析


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对充电过程中电池包的热点耦合情况进行仿真分析，确保电池包充电安全。

Ansys Fluent

  • 模块热分析

- 模块共轭传热模型

根据电池模块中已知的热源仿真温度场，评估模块的冷却设计策略。

- 模块电热耦合热模型

使用Ansys Fluent中的子模型（例如电池等效电路 <ECM>），根据电池模块中计算得到的热源仿真温度场，评估电池模块的冷却设计策略。

- 电池热降阶模型

需要为电池或模块仿真许多不同的瞬态载荷条件。使用完整CFD模型可能会非常耗时，而ROM解决方案则比较有优势；典型用例是在系统模型中使用这样的ROM，例如与BMS结合使用；ROM可通过功能模型单元（FMU）导出第三方工具。

- 电池模块热滥用模型

仿真模块中的热滥用传播

  • 电池热分析

- 电池共轭传热和电热耦合

根据电池中已知或计算得到的热源仿真温度场，使用Ansys Fluent中的电池等效电路（ECM）进行热计算，估单个电池的冷却设计策略。

- 电池热滥用模型

同时使用Fluent和Twin Builder在耐热试验条件下仿真毕奥数小的电池热滥用，使用TwinBuilder作为模板检查热滥用参数集。


结构强度分析


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充电桩使用环境的复杂，不同部位的外壳材料有相对应的选材要求，既要达到性能要求，也要经济适用。

Ansys Mechanical

  • 与Workbench绑定的工作流程

  • 调用Mesh模块快速建模

  • 易用的接触调试工具

- 快速调试模型接触问题

  • 灵活的梁单元工作流程

- 在Mechanical中创建、编辑、复线体单元的截面属性

- 利用截面工具对未定义截面属性的线体进行截面属性定义

  • 多物理场耦合

- 支持更多的导入载荷类型

- 实现更广的多物理耦合分析场景

  • 后处理及二次开发

- 支持ACT的二次开发

- 直接可编辑和运行多行脚本文件


碰撞安全分析


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对于充电桩受到冲击碰撞等工况，传统的验证手段破坏性大、成本较高，采用Ansys进行仿真可以快速得到验证结果，缩短周期并且降低验证成本。


我司提供免费询价服务权益，报价前需提供如下材料：

  1. 3D模型文件（step格式即可），或者要模拟的部件图片，如涉及保密项，我司可以先签订保密协议；

  2.  模拟工况，要模拟的条件说明，输入条件，包含边界条件、仿真要求、交付物输出形式、以及实现效果等；

  3. 软件要求，工期，技术说明等；


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