混合动力汽车动力传动系统 应用案例 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、可靠的传动系统， 对工程师来说是一个极大地挑战。 电池 • 电化学和电池设计 • 电池的热管理：温度的均匀性，冷却 / 加热， 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、紧密配合的运行，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。 起动 / 关闭 • 电池的机械性能：碰撞，碾压，针刺 • 电池的电性能：过充 / 过放，大电流 , 充 / 放，外部短路 • 噪音、振动和声振粗糙度分析：流动噪声， 结构振动 • 结构的耐久性 功率电子 • 冷却：电磁损耗散热方式和路径设计 • 控制逻辑：在任意的驱动工况下优化电 气传动动力集成部件及系统 驱动电机和发电机 • 电磁设计优化：速度，转矩，损耗 • 热分析：精确的损耗映射 • 振动：降低电机噪声 • 系统集成：优化电机及控制器 • 结构耐久性 电磁干扰 / 电磁兼容 • 在样机制造之前进行电磁干扰 / 电磁兼 容分析 • 减少电磁干扰 / 电磁兼容的测试 • 电机、母排、IGBT、控制器的电磁干扰 / 电磁兼容 www.ansys.com.cn 

混合动力汽车动力传动系统 电池优化 基于 ANSYS 软件的电机三维 电磁场仿真 基于单个电池单元及电池模块的 电池组性能 温度等高线显示发热状态 IGBT 逆变器的机械应力分析 混合动力 / 纯电动汽车的电池组给车辆提供主要的动力，同时也为 众多电动辅助系统提供能量。因此，电池组必须达到普通燃料车在市场设 定的可靠性，耐用性以及经济性的标准。电池为众多电动辅助车辆提供主 要的动力和能量，因此他们必须满足与普通化石燃料汽车一样的可靠性、 耐用性和经济性标准。除此之外，他们还要提供比传统电池更大数量级的 能量。 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。这个软件能够紧密集成三维实体模型到控制电路仿真（流体动力学 和机械），是理想的研究软件。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® Mechanical™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 北京分公司 北京市海淀区中关村科学院南路 2 号融科资讯中心 C 座南楼 1112 室 邮编：100190 电话：+86-10-82861716 技术支持：+86-10-96096716 传真：+86-10-82861613 邮件：china-fluent-info@ansys.com 市场活动：china-mkt-all@ansys.com Website：www.ansys.com.cn ANSYS, ANSYS Workbench, Ansoft, AUTODYN, CFX, FLUENT and any and all ANSYS, Inc. brand, product, service and feature names, logos and slogans are registered trademarks or trademarks of ANSYS, Inc. or its subsidiaries in the United States or other countries. ICEM CFD is a trademark used by ANSYS, Inc. under license. All other brand, product, service and feature names or trademarks are the property of their respective owners. www.ansys.com.cn