日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機站
  • 小程序

    汽車測試網(wǎng)

  • 公眾號

    • 汽車測試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測試

借助仿真工具提升車用電機設(shè)計的研發(fā)效率

2018-11-16 20:13:44·  來源：COMPASS Mag  作者：William J. Holstein  
　
如今，車用電機設(shè)計步入飛速發(fā)展階段。當(dāng)電機還主要應(yīng)用于工廠時，工廠經(jīng)理能夠控制溫度、灰塵、濕度、振動和潤滑等變量。然而，當(dāng)電機安裝到汽車里后，所有這些
如今，車用電機設(shè)計步入飛速發(fā)展階段。當(dāng)電機還主要應(yīng)用于工廠時，工廠經(jīng)理能夠控制溫度、灰塵、濕度、振動和潤滑等變量。然而，當(dāng)電機安裝到汽車里后，所有這些因素都將發(fā)生很大變化。COMPASS雜志將在此文中探討幾位行業(yè)頂尖工程師如何設(shè)計用于交通運輸領(lǐng)域的電機。
英國Integral Powertrain公司

自19世紀中期以來，電機一直是工廠中的發(fā)電主力軍。數(shù)代電機都在靜態(tài)受控環(huán)境中運行。但是今天，各種類型的混動車和電動車中都需要使用這些電機。事實上電機的普及正在催生重大變革。
 
《沃德汽車》（Ward’s Automotive）預(yù)計，制造商推出的電池供電車型將從2018年僅有的18款增加到2025年的85款。將電機用在交通領(lǐng)域要求它們能適應(yīng)迅速變化的工作環(huán)境。此外，電機還需要縮小尺寸，提高功率，增強靈活性。
 
這類電機的未來可從位于英國布萊奇利的Integral Powertrain公司中管窺一二。該公司生產(chǎn)的其中一款高端電機能以每秒75,000次的速度將任何偏離期望電流水平的信息反饋給電機控制器，以幫助輸出功率維持在期望水平。
 
Integral Powertrain的技術(shù)總監(jiān)Luke Barker說：“這些電機的可控性極其優(yōu)異。眾所周知，電動汽車的大多數(shù)制動無需通過制動器就能完成，而是讓電機扭矩反轉(zhuǎn)，這樣還能為電池充電。例如，我們能極為迅速且準確地控制扭矩，從而用電機提高速度和改善換檔精度。我們通常能在百分之一秒內(nèi)完成一個方向的最大扭矩到另一個方向的最大扭矩。這種可控性水平是其他類型的動力系統(tǒng)所不具備的。”
 
精密的設(shè)計
 
計算機化設(shè)計系統(tǒng)能滿足當(dāng)今電機設(shè)計的精密性要求，有助于設(shè)計人員和工程師創(chuàng)建數(shù)字模型，在遠早于實際制造之時即可仿真電機在汽車動力系統(tǒng)中運行的情況。仿真能夠預(yù)測電磁輸出、振動和應(yīng)力等因素，而軟件則可以控制這些因素。
 
“能夠[借助仿真軟件]在實際運行前預(yù)測電機的工作情況極為重要。”
 
LUKE BARKER
INTEGRAL POWERTRAIN技術(shù)總監(jiān)
Barker表示：“能夠[借助仿真軟件]在實際運行前預(yù)測電機的工作情況極為重要。我們的仿真工具通過之前電機的相關(guān)數(shù)據(jù)的驗證，這意味著我們的預(yù)測能力十分可靠。其部分原因在于我們的電機具有良好的可擴展性。可能設(shè)計的電機比之前的電機大五倍，但從電磁學(xué)角度而言它們極為相似。”
仿真軟件和數(shù)字原型讓Integral Powertrain能夠面向制造進行設(shè)計，并確定可用的供應(yīng)商。Barker表示：“這樣可以避免每部電機都要從頭學(xué)起，因為所有的知識都是在基于規(guī)則的設(shè)計中獲得的。”
 
奧地利Kreisel Electric公司
 
電力動力系統(tǒng)
 
奧地利Kreisel Electric公司從供應(yīng)商采購電機，然后將它們與傳動、電池和電池管理相結(jié)合，創(chuàng)建出完整的電動車系統(tǒng)，其中包括全球首輛電動悍馬H1。該車是2017年為演員兼前加州州長阿諾德·施瓦辛格開發(fā)的。其輸出功率為360kW，電池容量達100kWh，續(xù)航里程近300km（186英里）。
Kreisel Electric機電工程負責(zé)人Helmut Kastler表示，與Integral Powertrain一樣，Kreisel Electric也是借助高級建模與仿真軟件來優(yōu)化電機性能，平衡電力動力系統(tǒng)的所有組件。
 
Kastler說：“我們能整合電機熱傳遞等各項參數(shù)，還能設(shè)定溫度限值。我們基本上可以仿真一切。”
“我們能整合電機熱傳遞等各項參數(shù)，還能設(shè)定溫度限值。我們基本上可以仿真一切。”
 
HELMUT KASTLER
KREISEL ELECTRIC機電工程負責(zé)人
挑戰(zhàn)之一是驗證傳動裝置能否與動力更強大的新型電機配套。在將電機應(yīng)用到交通運輸應(yīng)用的早期，傳動處理的轉(zhuǎn)速在每分鐘5,000到6,000轉(zhuǎn)（rpm）；現(xiàn)在電機的轉(zhuǎn)速已能達到每分鐘15,000到20,000轉(zhuǎn)。傳動裝置上的電傳感器將信息發(fā)送到汽車的電子控制單元（ECU）。電子控制單元相當(dāng)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，按需提供潤滑，從而減少摩擦和熱量。
 
Kreisel Electric研究工程師Johannes Pumsleitner說：“軟件使我們能夠輕松地將各個單獨部件的特性組合在一起，并查看機械力、熱力和電力的綜合效應(yīng)以及彼此間的相互作用，這樣我們就能創(chuàng)建整個系統(tǒng)。通過提供任何一項參數(shù)我們都能啟動仿真系統(tǒng)，而且我們還能對駕駛行為進行仿真。”
噪聲管理是另一大關(guān)鍵問題。電機幾乎可以做到無聲運轉(zhuǎn)。但是，擁有更多機械組件的傳動如果不能正確地與電機同步，就會發(fā)出噪聲。Kastler表示：“我們必須謹慎處理噪聲。你可以仿真你想要仿真的一切，但你需要知道哪些屬性必須要進行優(yōu)化。”
 
英國YASA公司
 
電機再造
設(shè)計與仿真工具還能幫助全新電機拓撲開辟通途，實現(xiàn)高功率密度、小尺寸、高效率電機。
 
2006年英國牛津大學(xué)研究人員成功地淘汰了永磁電機設(shè)計中使用的大型成型鐵制件——磁軛。磁軛是一種大重量結(jié)構(gòu)件，通常將來自電機磁鐵的磁通量傳導(dǎo)到有電流通過的銅線圈上。牛津大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，使用更少數(shù)量的特殊鐵材料取代磁軛，能在顯著減小電機重量和尺寸的同時提供更強功率和扭矩水平。這種新拓撲被稱為YASA：無磁軛分段電樞。
 
這一突破減輕了車輛重量，同時提升了車輛的凈效率。例如，YASA的公司在2009年從牛津大學(xué)的研究項目中獨立出來，該公司首席商務(wù)官Ajay Lukha稱，與第一代純電動汽車（BEV）中常用的徑向電機和單速變速傳動系統(tǒng)相比，YASA電機與兩檔變速箱一同使用時，在某些情況下可減少電池尺寸逾10%。
 
Lukha表示，YASA電機的優(yōu)勢將給電動車的設(shè)計與成本帶來深遠的影響。與類似電機相比，YASA電機能消除大約25%的電力損耗，效率上更勝一籌。此外，這一設(shè)計還能提高功率/扭矩密度至少三倍，從而大幅減小電機尺寸和重量。YASA還能利用計算機化設(shè)計與仿真來預(yù)測自己的電機在特定車輛上的性能水平。
 
Lukha表示：“一切都始于電機和電機運行。通過對優(yōu)化的功率和扭矩以及車輛動態(tài)參數(shù)進行仿真，預(yù)測它們?nèi)绾闻c電機性能相互作用。”
“我們創(chuàng)建的模型能夠讓我們從車輛系統(tǒng)層面將YASA電機和其他類型電機進行同等比較。”
 
AJAY LUKHA
YASA首席商務(wù)官
 
由于每個汽車制造商對驅(qū)動動力、效率和速度有著不同的性能目標，因此YASA使用軟件來預(yù)測整個車輛在總體效率方面的性能水平。
Lukha說：“目前我們的仿真已發(fā)展到很高水平，我們創(chuàng)建的模型能夠讓我們從車輛系統(tǒng)層面將YASA電機和其他類型電機進行同等比較。你可以從特定車輛上獲取特定數(shù)據(jù)，然后在系統(tǒng)層面對效率進行建模，從而確定最佳電機選擇。” 
分享到：
 
反對 0 舉報 0 收藏 0 評論 0
滬ICP備11026917號-25