CAE仿真在充電樁行業(yè)的應(yīng)用

 新能源汽車以及充電樁行業(yè)現(xiàn)狀

 2015年10月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于加快電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，指出：到2020年，基本建成適度超前、車樁相隨、智能高效的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，滿足超過(guò)500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的充電需求。

 同時(shí)，根據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、工業(yè)和信息化部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)了《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020年)》，提出2015～2020年，需新建公交充換電站3848座，出租車充換電站2462座，環(huán)衛(wèi)、物流等專用車充電站2438座，公務(wù)車與私家車用戶專用充電樁430萬(wàn)個(gè)，城市公共充電站2397座，分散式公共充電樁50萬(wàn)個(gè)，城際快充站842座。

 充電樁行業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題

 自國(guó)家鼓勵(lì)充電基礎(chǔ)設(shè)施政策發(fā)布后，各地紛紛加大投入力度建設(shè)充電樁，充電樁業(yè)務(wù)企業(yè)也紛紛宣布將在北上廣布局?jǐn)?shù)萬(wàn)充電樁。充電運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備生產(chǎn)商、整體解決方案商，這三者是充電樁產(chǎn)業(yè)鏈條上的重要角色。

 充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)依然存在很多制約因素：商業(yè)模式不清晰、車樁標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、兼容性差、充電樁質(zhì)量參差不齊等；充電樁在支付渠道、信息收集方面都是孤島運(yùn)營(yíng)，無(wú)法互聯(lián)互通。同時(shí)，城市土地資源緊張，公共充電站建設(shè)進(jìn)度慢、建設(shè)成本較高、私人充電樁小安裝難度大，這使得目前的充電樁市場(chǎng)依舊處于無(wú)序狀態(tài)。

 當(dāng)去哪充電成為車主發(fā)愁的痛點(diǎn)難點(diǎn)時(shí)，就會(huì)制約新能源汽車的發(fā)展，所以加快充電樁的生產(chǎn)和建設(shè)已成為亟待解決的問(wèn)題！

 充電樁行業(yè)的CAE仿真應(yīng)用

 汽車充電樁為的就是解決人們的剛性需要，其自然會(huì)被用在復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中，在充電樁的生產(chǎn)和研發(fā)中，需要考慮和解決的因素和問(wèn)題就相對(duì)較多，在這些環(huán)節(jié)的研發(fā)中，到處有著CAE仿真應(yīng)用的身影！

 1、CFD與熱分析

 “充電快”作為大多數(shù)新能源汽車車主對(duì)充電及充電樁的要求，同時(shí)也意味著充電樁電流要大，自然散熱和阻燃就要好！因?yàn)檫M(jìn)行cae熱仿真是必須的！

 ２、強(qiáng)度分析及剛度分析

 由于充電樁使用環(huán)境的復(fù)雜，尤其在寒冷的北方，耐寒抗沖仿真分析也是不可缺少的一環(huán)。

 充電樁外殼共有6個(gè)部分可以用到塑料，分別是充電樁殼體，充電樁插頭、充電樁插座，充電槍外殼，斷路器，接觸器及電源模塊外殼，不同部位的外殼材料有相對(duì)應(yīng)的選材要求，既要達(dá)到性能要求，也要選材要經(jīng)濟(jì)安全。

 ３、在電磁分析

 充電樁電壓及電流變化頻繁，同時(shí)又需要與其他設(shè)備進(jìn)行通訊訪問(wèn)、信息驗(yàn)證以及支付機(jī)制，所以在研發(fā)和使用過(guò)程中還需要進(jìn)行電磁分析。

 ４、連接器分析

 從材料的角度來(lái)講，充電樁涉及的零配件主要有五金件，電氣元件，線纜，塑料件，需要應(yīng)用到各種連接器，而充電樁作為一個(gè)長(zhǎng)期使用的設(shè)施，不可避免的會(huì)進(jìn)行多次的插拔和連接，所以要進(jìn)行連接器可靠性分析。

 ５、電池仿真

 面臨全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，除鋰電池快速發(fā)展之外，釩電池與電容型電池也將步入成熟發(fā)展階段，預(yù)計(jì)將在2017年加入電動(dòng)汽車行列。

未來(lái)，氫燃料電池也將在國(guó)內(nèi)陸續(xù)推廣開來(lái)，這些對(duì)于充電樁行業(yè)而言，將是絕對(duì)的利好。

 ６、結(jié)構(gòu)與材料優(yōu)化

 優(yōu)化設(shè)計(jì)包括尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、形貌優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化，而表現(xiàn)在充電樁設(shè)計(jì)中則有材料節(jié)能環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔可靠、安裝維護(hù)方便等。在維持充電樁重要區(qū)域原結(jié)構(gòu)、模態(tài)和剛度性能等基本不變的基礎(chǔ)上，對(duì)其他部位進(jìn)行優(yōu)化達(dá)到上述目的。

 ７、電力電子器件仿真分析

 控制邏輯優(yōu)化：在不同驅(qū)動(dòng)工況下，優(yōu)化電氣傳動(dòng)動(dòng)力集成部件及系統(tǒng)；

 熱管理：電磁損耗散熱方式和路徑設(shè)計(jì)；

 熱應(yīng)力分析：優(yōu)化由熱應(yīng)力和電磁力產(chǎn)生的機(jī)械形變問(wèn)題。

 ８、疲勞分析

 根據(jù)疲勞理論，疲勞破壞主要由循環(huán)載荷引起。傳統(tǒng)的產(chǎn)品疲勞性能驗(yàn)證需要幾年甚至更多時(shí)間來(lái)在樣機(jī)上進(jìn)行大量的疲勞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤并改進(jìn)。

通過(guò)CAE仿真技術(shù)用載荷譜模擬和加載，預(yù)測(cè)壽命和反饋優(yōu)化，大幅度壓縮試驗(yàn)時(shí)間、縮短開發(fā)周期。

 作為行業(yè)領(lǐng)先的CAE技術(shù)服務(wù)公司，深圳有限元科技有限公司致力于為客戶提供高水平的專業(yè)CAE綜合服務(wù)。十年來(lái)，已為航天航空、汽車、船舶、電子電器、軌道交通、石油石化、土木建筑、裝備制造、生物醫(yī)療等領(lǐng)域200多家知名企業(yè)完成CAE項(xiàng)目和相應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)，其中包括汽車行業(yè)涉及到的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，跌落，沖擊，振動(dòng)，疲勞壽命，模流，散熱，噪音，NVH、流體分析等CAE仿真分析方案，幫助客戶高效改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品性能、節(jié)省材料成本，最重要的是節(jié)約了原本需要多次試驗(yàn)的大量資金和時(shí)間，快人一步，搶占市場(chǎng)先機(jī)！

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