隨著我國新能源汽車市場持續(xù)擴(kuò)張,作為新能源汽車“心臟”的動(dòng)力電池正站在風(fēng)口上。2013年開始,我國新能源汽車快速發(fā)展,截至2017年,中國新能源汽車保有量已經(jīng)達(dá)到160余萬輛,我國已成為名副其實(shí)的全球最大的新能源汽車市場。動(dòng)力電池作為最為核心的關(guān)鍵零部件,它的相關(guān)技術(shù)必須與電動(dòng)汽車的發(fā)展相適應(yīng)。新能源汽車能走多遠(yuǎn),最終取決于動(dòng)力電池能走多遠(yuǎn)。綜合各類電池的技術(shù)優(yōu)勢及發(fā)展趨勢,鋰離子電池在混合動(dòng)力汽車、插電式混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車領(lǐng)域,將會(huì)有越來越廣泛的應(yīng)用。該類電池技術(shù)對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義重大。
當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)動(dòng)力電池的企業(yè)約有上百家,但由于自動(dòng)化程度低,不少企業(yè)呈現(xiàn)出生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品良品率低和運(yùn)營信息互聯(lián)互通效率低的“三低”特點(diǎn)。這使得動(dòng)力電池在技術(shù)以及一致性問題上一直很難有實(shí)質(zhì)性突破,嚴(yán)重影響了動(dòng)力電池的整體性能,也制約了我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
基于此,動(dòng)力電池的智能制造應(yīng)運(yùn)而生。未來,包括動(dòng)力電池在內(nèi)的新能源汽車制造,未來必然走向大規(guī)模和智能化,呈現(xiàn)高精度、高速度和高可靠性的“三高”特點(diǎn)。而仿真作為其中重要的一環(huán),將起到至關(guān)重要的作用。
新能源動(dòng)力電池力學(xué)性能分析,包括:各極限工況的強(qiáng)度分析,模態(tài)分析,PSD隨機(jī)振動(dòng)分析,碰撞分析,擠壓分析,跌落分析,沖擊分析,疲勞分析等。
新能源動(dòng)力電池?zé)釋W(xué)(熱管理系統(tǒng))性能分析,包括:電池包低溫充電加熱,電池包自然散熱CFD分析等。
新能源動(dòng)力電池電氣系統(tǒng)仿真:系統(tǒng)的電路仿真,充放電過程分析等。
3.1 動(dòng)力電池包的強(qiáng)度、剛度問題
3.2 動(dòng)力電池包的振動(dòng)問題
3.3 動(dòng)力電池的顯示動(dòng)力學(xué)問題
3.4 動(dòng)力電池的疲勞問題
3.5 動(dòng)力電池的加熱及散熱問題
三維模型導(dǎo)入功能:ANSYS在導(dǎo)入模型方面做的很好,無論是零件和裝配體,既可以通過中間格式文件導(dǎo)入,又可以通過相應(yīng)接口(interface模塊)直接導(dǎo)入三維軟件模型,可以實(shí)現(xiàn)模型的實(shí)時(shí)雙向互導(dǎo),實(shí)現(xiàn)模型信息無損傳遞,并保持原有的參數(shù)化數(shù)據(jù),非常有利于后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
建模與模型修復(fù)功能:ANSYS 的SpaceClaim軟件基于直接建模思想,在建立三維實(shí)體模型或有限元模型(梁單元的抽取、中間面、內(nèi)外流體、點(diǎn)焊等),以及模型的修復(fù)(去倒角、填充、干涉面等)等操作更加方便,界面更加友好。
操作界面便捷:ANSYS的分析流程統(tǒng)一集成在workbench平臺(tái),流程清晰度和邏輯性較強(qiáng),各個(gè)分析類型(如結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析、模態(tài)分析、隨機(jī)振動(dòng)分析、疲勞分析)統(tǒng)一在workbench中進(jìn)行,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換非常方便。
網(wǎng)格劃分:對(duì)于網(wǎng)格類型,ANSYS有一維網(wǎng)格、二維網(wǎng)格(三角形/四邊形)、三維網(wǎng)格(四面體/六面體/楔形體)。網(wǎng)格控制方法都類似,包括拓?fù)鋬?yōu)化、損傷容差、膨脹層、高質(zhì)量殼網(wǎng)格等。ANSYS在網(wǎng)格控制方面功能比較強(qiáng)大,除了ANSYS meshing外,又增加了另一功能強(qiáng)大的網(wǎng)格軟件ANSYS ICEM CFD。
多物理場耦合:ANSYS做的比較全,其Workbench平臺(tái)集結(jié)構(gòu)、電磁、流體分析于一體,對(duì)于多物理場耦合絕對(duì)是個(gè)完美的操作平臺(tái)。
幾何建模:ANSYS SCDM
結(jié)構(gòu)仿真分析: ANSYS Mechanical Enterprise
疲勞壽命分析:ANSYS nCode Designlife
流體仿真分析: ANSYS Meshing、ICEM CFD、ANSYS Fluent/CFX
加速模塊:ANSYS HPC