I. Необходимость CAE-тестирования: стратегический переход от «необязательного» к «необходимому»
На фоне тенденций к высокому напряжению, высокой удельной мощности и легкому весу транспортных средств на новых источниках энергии традиционная модель «проектирование-прототип-испытание» больше не может отвечать требованиям быстрой итерации и контроля затрат. CAE (компьютерное проектирование) как технология «виртуального прототипирования» позволяет всесторонне прогнозировать и оптимизировать характеристики продукта в цифровом мире до того, как будут созданы физические прототипы. Для HTD ценность CAE заключается в:
Риски начальной загрузки, снижение затрат: решение потенциальных проблем проектирования и процесса на этапах рисования и моделирования, избежание дорогостоящей доработки пресс-формы и изменений конструкции на поздних стадиях.
Сокращение циклов, ускорение вывода продукта на рынок: значительное сокращение количества итераций физических прототипов за счет виртуальной проверки, что сокращает цикл разработки продукта на 30–50%.
Углубленная оптимизация, повышение производительности: возможность совместного моделирования в нескольких физических полях (структурных, тепловых, жидкостных, электромагнитных) для нахождения оптимального баланса между производительностью, весом и стоимостью.
Соответствие национальным стандартам, обеспечение безопасности: заранее моделируются экстремальные условия, такие как раздавливание, удары и вибрация, требуемые такими стандартами, как GB 38031, что обеспечивает соответствие продукции и безопасность.
II. Панорамный обзор приложений CAE-тестирования для продуктовых линеек HTD
| Категория продукта | Конкретные примеры продуктов | Основные типы тестирования и анализа CAE | Решенные ключевые проблемы и полученная выгода |
Штамповочные детали | Верхняя крышка/лоток/нижняя защитная пластина аккумуляторного блока, крышка блока управления двигателем, корпус двигателя, радиатор/основание IGBT | Анализ структурной механики: анализ прочности, жесткости, модальной, случайной вибрации и усталостной долговечности. | Обеспечивает структурную безопасность аккумуляторной батареи при ударах и вибрации; оптимизирует процесс штамповки, улучшает использование материала, контролирует точность пружинения, повышает производительность; прогнозирует напряжение и деформацию при термоциклировании. |
Вставные формовочные шины | Шина двигателя, шина ESU (накопитель энергии) | Анализ течения пресс-формы: оптимизирует расположение литников, конструкцию направляющих, прогнозирует линии сварных швов, вмятины и коробления. | Избегает выхода изделия из строя из-за дефектов формования; обеспечивает надежность соединения между токопроводящими металлическими деталями и изоляционным пластиком; сокращает циклы отладки пресс-форм. |
Шинопроводы | Медно-алюминиевые композитные шины, жесткие/гибкие медные шины, алюминиевые шины (для подключения ячеек) | Анализ электротермической связи: рассчитывает распределение джоулевого тепла и повышение температуры при сильном токе, оптимизирует поперечное сечение проводника и пути рассеивания тепла. | Предотвращает перегрев шин, приводящий к нарушениям безопасности; обеспечивает стабильное электрическое соединение в условиях вибрации автомобиля; проверяет способность продукта выдерживать экстремальные электрические неисправности. |
III. Предлагаемая основа для создания системы тестирования CAE HTD
Для систематического развития возможностей CAE рекомендуется построить систему на следующих четырех уровнях:
Базовый уровень проверки производительности: проводите регулярное моделирование, такое как статическая прочность, модальная вибрация и базовый термический анализ для всех продуктов, чтобы гарантировать соблюдение основных проектных требований.
Слой расширенного моделирования процессов. Сосредоточьтесь на моделировании штамповки, формовании и анализе потока литья под давлением, тесно сотрудничая с отделом пресс-форм для предварительной оценки технологичности. Это основное звено для контроля затрат и качества.
Уровень мультифизической связи и оптимизации. Выполняйте расширенный анализ, такой как связь жидкость-структура-тепловая связь и электротермическая-структурная связь для критически важных компонентов (например, ключевых структурных частей аккумуляторного блока, мощных шин). Используйте такие технологии, как оптимизация топологии и оптимизация топографии, чтобы добиться облегчения и повышения производительности.
Уровень виртуального тестирования и соответствия требованиям. Установите процессы виртуального тестирования, соответствующие таким стандартам, как GB 38031, на предмет раздавливания, удара, падения и т. д. аккумуляторной батареи. Используйте отчеты о моделировании, чтобы частично заменить или провести физические испытания, ускоряя процесс сертификации.
