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February 15, 2023
電動車馬達開發：利用多物理模擬找到成功的關鍵
根據《零排放車輛概況》指出，全球乘用電動車銷售量已超過1000萬輛，相較於2021年的660萬輛有所增長。2022年上半年，全球新車銷售量中13％以上是電動車，超過2021年全年8.7％的比例。隨著我們主要的交通工具逐漸轉向更加環保和清潔的能源，創新要求也隨之提高。在這個現代電動車的時代，汽車製造商和政府的環保承諾正推動著新車架構的開發，滿足體積和空間減少、產品成本降低和產品可靠度更強等方面的期望。
電動車開發商正在通過提高效率，不只是新的電池組技術和電子組件，還包括電機的新發展來取得競爭優勢。
解決馬達創新上的技術障礙
幾十年來，電機一直是我們日常生活中不可或缺的一部分。它們使我們能夠從事各種任務從烹飪、電腦運算到駕駛等。使用電機系統提供了許多優勢—精度、效率和多功能性—但這些優勢也伴隨著一系列的工程挑戰。在電動車中，這些挑戰主要圍繞在電力動力馬達上，其中有很多變數需要考慮，例如行駛週期、最高速度、噪音、振動等，這些將對車輛的整體性能產生深遠的影響。
考慮電動動力系統中噪音和振動的來源是一個真正的多物理問題。電機含有高頻率的逆變器和由電信號引起的低頻率的馬達，這導致機械彎曲和產生噪音和振動的來源。工程模擬提供了預防意外問題(例如噪音、振動和舒適度)並在任何實際製造之前預測現實聲音的能力。
隨著電氣化市場的競爭加劇，越來越複雜的工程目標必須在短時間內完成。模擬技術提供了極大的好處，可提供準確的資訊，以便及時支持評估並追蹤每個設計決策。通過將多物理分析集成到電機開發中，設計師可以更好地掌握電機設計的電磁、熱和機械方面。
盡可能接近“第一次就做對”的設計，需要評估許多不同的概念、拓撲和跨學科的電磁場互動。敏捷的開發流程和系統化的設計優化策略是確定並實施能夠滿足應用的效率、尺寸和功率密度要求的最佳馬達技術的關鍵。例如，使用Ansys模擬軟體，您可以通過準確的高保真模型獲得信心，並在平衡車輛需求陣列時建立可靠的決策依據。您可以在發現性能準則衝突時立即進行評估，使用Ansys的多物理模擬工作流程，可以在整個操作範圍內獨立地和協調地查看它們。
開發差異化且成本競爭力的電動馬達需要具有靈活性。模擬技術提供了極大的好處，可以提供準確的信息，以支持及時評估和追踪每個設計決策。電機設計工程師可以在整個設計週期中採用模擬和建模方法，包括材料選擇、系統級驗證和驗證。使用者可以實現可持續發展目標，並通過優化材料的選擇和管理進行高度精確的虛擬原型機設計。
使用 Ansys 進行差異化馬達設計
利用Ansys電機解決方案，設計師和建模專家可以克服電動車驅動系統中多重目標和多物理量的挑戰。憑藉現成的工作流程和嵌入式知識，他們可以同時探索大量的設計空間，以實現重要的性能目標，例如電磁、熱和機械方面。
- Ansys Motor-CAD：一款專門的電動馬達設計與分析工具，提供快速且全面的多物理量評估設計方案。
- Ansys Maxwell：先進的2D與3D低頻電磁場模擬求解器，專門用於電機設計，可捕捉機械零件的非線性、暫態運動以及它們對驅動電路和控制系統設計的影響。
- Ansys optiSLang：一款流程整合和設計優化解決方案，可自動執行穩健設計優化流程的關鍵方面。
- Ansys Granta MI：集中和可追溯的材料數據庫，結合公司批准的專有數據與有價值的材料參考數據，允許團隊快速地創建、導入、視覺化和分析材料數據。
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