Customer portal

Direktkontakt

CAE-Beratung/Verkauf T +49 (0)8092-7005-46 vertrieb@cadfem.de

Anwendersupport T +49 (0)8092-7005-55 support@cadfem.de

Seminarberatung T +49 (0)8092-7005-15 seminar@cadfem.de

Direktkontakt

Sie befinden sich hier:  Aktuelles  ›  Veranstaltungen  ›  E-Mobilität

 

Mit der E-Mobilität sind eine Vielzahl anspruchsvoller Anforderungen an Antriebssysteme und Infrastruktur verbunden. Eine simulationsgestützte Entwicklung ermöglicht das Austarieren der vielen verschiedenen, oftmals miteinander konkurrierenden Anforderungen. Als integriertes Simulationswerkzeug bietet ANSYS die ganze Bandbreite physikalischer Fragestellungen, vom Magnetkreis über die Strömungsmechanik, Temperaturfelder und Mechanik bis hin zu elektrischen, chemischen und softwaretechnischen Eigenschaften. Komplementäre Softwarewerkzeuge und Methoden von CADFEM ermöglichen einen integrierten Arbeitsprozess, dessen Durchgängigkeit eine hohe Effizienz im Entwicklungsprozess und ein gut abgestimmtes Produkt gewährleistet.

Entwurf elektrischer Maschinen

Zur Vorauslegung elektrischer Maschinen bietet CADFEM mit Motor-CAD ein Werkzeug an, das innerhalb weniger Minuten die thermischen und magnetischen Eigenschaften eines Designs bewerten lässt. Basierend auf automatisch generierten thermischen Netzwerkmodellen lassen sich stationäre und instationäre Temperaturen ermitteln. Automatisierte 2D-Magnetfeldanalysen geben einen ersten Eindruck über die grundlegenden Maschinendaten wie Drehmoment. Die thermischen und elektrischen Eigenschaften in Kombination mit den geforderten Fahrzyklen ermöglichen die frühe Auswahl eines geeigneten Designs für weitergehende Entwicklungsschritte.

Mehr erfahren im Webinar "Elektrische Antriebe - Von der Vorauslegung, über die Detaillierung bis zur Systemintegration"

2D & 3D Magnetfeldanalysen elektrischer Maschinen

Auf Basis eines mit Motor-CAD voroptimierten Entwurfs liefern weitergehende Betrachtungen per FEM-Berechnung detaillierte Aussagen mit höherer Realitätstreue. Die Magnetfeldsimulation mit ANSYS Maxwell bildet den Einfluss von 3D-Effekten ab und sichert die Robustheit in unterschiedlichen Szenarien. Als Beispiele seien hier die Auswirkungen des Wickelkopfs auf die magnetische Feldführung, die thermische oder elektrische Entmagnetisierung, aber auch das Verhalten in Fehlerfällen wie Kurzschluss, Exzentrizität oder axiale Verschiebung genannt.

Mehr erfahren im Webinar "Elektrische Antriebe - Von der Vorauslegung, über die Detaillierung bis zur Systemintegration"

Gekoppelte Analysen elektrischer Maschinen

Aufgrund der großen Bedeutung der thermischen Eigenschaften hinsichtlich Ausfallsicherheit aber auch hinsichtlich der Materialkosten (Materialklassen für Magnete und Isolation) werden thermische Analysen für verschiedene Betriebsarten durchgeführt. Das reicht von Betrachtungen einzelner Komponente mit hohem Detailgrad über Gesamtbetrachtungen bei komplexen Einbausituationen in Form von 3D-Strömungsanalysen mit ANSYS CFD und ANSYS Icepak. Die Wechselwirkung kann auch mechanische Größen beinhalten, beispielsweise im Fall von Geräuschemissionen, bei denen die verteilten magnetischen Grenzflächenkräfte die mechanische Struktur zu Schwingungen anregen. Solche domänenübergreifenden Arbeitsprozesse waren in der Vergangenheit oft eine Expertenaufgabe, so dass CADFEM typische Workflows in Form automatisierter Werkzeuge anbietet, zum Beispiel Electric Drive Acoustic inside ANSYS, das für Elektromotoren eine schnelle Bewertung der Körperschall-Emission bietet.

Mehr erfahren im Webinar "Körperschallsimulation für elektrische Antriebe"

Leistungselektronik

Wachsende Anforderungen an Energieeffizienz setzen neue Standards für die Leistungselektronik. Dies stellt neue und wachsende Herausforderungen an Hardwareentwickler: Taktraten werden höher, Schaltflanken steiler, Baugruppen kleiner und Entwicklungszeiten kürzer. Um diese Anforderungen zu meistern ist es unabdinglich schon in einer frühen Entwicklungsphase Designentscheidungen zu treffen, die weitreichende Konsequenzen haben, sowohl in Bezug auf die elektrischen und thermischen Eigenschaften als auch auf elektromagnetische Verträglichkeit. ANSYS HFSS, Q3D und SIWave ermöglichen die Analyse der elektrischen Eigenschaften aller relevanten Komponenten – vom IGBT, über Hochstrom- und Datenleitungen bis zum kompletten Wechselrichter und der Kompatiblität zur Digitalelektronik.

Mehr erfahren im Webinar "Verifikation und Optimierung von Wechselrichteraufbauten"

Batterien

Die Leistungsfähigkeit und Degradation von Traktionsbatterien hängt in hohem Maße von den elektrischen Parametern, den elektrochemischen Prozessen und der Temperatur ab. Physikalische Simulationen ermöglichen eine optimale Kühlung bzw. Heizung und ein gut abgestimmtes Batterie-Management-System. Die Bandbreite solcher Analysen reicht von der Zell-Ebene über die Batterie bis zum Antriebssystem im Fahrbetrieb.

Systemintegration & -validierung

Die Wechselwirkungen innerhalb eines Antriebssystems schließen auch die Leistungselektronik und Regelung mit ein, weshalb Systembetrachtungen zunehmend die physischen Komponenten mit Elektronik und Embedded Software kombinieren. Da an dieser Stelle oft Entwicklungspartner von unterschiedlichen Herstellern gefordert sind, geeignete digitale Modelle ihrer Systemkomponente bereitzustellen, unterstützt ANSYS verschiedene Formate und Methoden: FMUs (Functional Mock-ups) als gekapselte Modelle oder als Cosimulation, reduzierte Modelle per ECE, LTI, modaler Reduktion, Krylov-Unterraum-Verfahren, individuelle Systemkomponenten auf Basis von Modelica und VHDL-AMS oder mehrdimensionale Kennfelder (MOP – Model of Optimal Prognosis). Zulieferer können durch solche Modelle einen Beitrag für die modellbasierte Produktentwicklung leisten und somit eine bessere Kundenbindung erzielen. Eine engere Zusammenarbeit auf Basis digitaler Verhaltensmodelle ermöglicht den Kunden eine bessere Systemintegration, kapselt gleichzeitig aber auch die Details der inneren Struktur ihrer Produkte und schützt so ihr geistiges Eigentum.

Mehr erfahren im Webinar "Elektrische Antriebe - Von der Vorauslegung, über die Detaillierung bis zur Systemintegration"

Ladesysteme

Der Wunsch nach hohen Reichweiten, geringen Ladezeiten und hohem Komfort resultiert in anspruchsvollen Ladesystemen. Leitungsgebundene Ladesysteme müssen eine hohe Stromtragfähigkeit realisieren, was ein gutes Design der elektrischen Kontakte erfordert. Steckkräfte, elektrischer und thermischer Übergangswiderstand, komplexes Materialverhalten, Verschleiß und Fertigungstoleranzen können mit ihren Wechselwirkungen in elektrisch-thermisch-mechanischen Analysen realitätstreu abgebildet werden. Verlustleistungen von Steckern, Kabeln und Leistungselektronik können mit passiver und aktiver Kühlung simulationstechnisch optimal gestaltet werden. Simulationen für drahtlose Ladesysteme ermöglichen eine Gestaltung, die auch für variable Platzierungen gute Energieübertragungsraten realisieren lässt.

Systemintegration & -validierung

Die Wechselwirkungen innerhalb eines Antriebssystems schließen auch die Leistungselektronik und Regelung mit ein, weshalb Systembetrachtungen zunehmend die physischen Komponenten mit Elektronik und Embedded Software kombinieren. Da an dieser Stelle oft Entwicklungspartner von unterschiedlichen Herstellern gefordert sind, geeignete digitale Modelle ihrer Systemkomponente bereitzustellen, unterstützt ANSYS verschiedene Formate und Methoden: FMUs (Functional Mock-ups) als gekapselte Modelle oder als Cosimulation, reduzierte Modelle per ECE, LTI, modaler Reduktion, Krylov-Unterraum-Verfahren, individuelle Systemkomponenten auf Basis von Modelica und VHDL-AMS oder mehrdimensionale Kennfelder (MOP – Model of Optimal Prognosis). Zulieferer können durch solche Modelle einen Beitrag für die modellbasierte Produktentwicklung leisten und somit eine bessere Kundenbindung erzielen. Eine engere Zusammenarbeit auf Basis digitaler Verhaltensmodelle ermöglicht den Kunden eine bessere Systemintegration, kapselt gleichzeitig aber auch die Details der inneren Struktur ihrer Produkte und schützt so ihr geistiges Eigentum.

Simulationsgestützte prädiktive Wartung

Die Degradation von Produkten in der Einsatzphase erfordert das rechtzeitige Ergreifen von Maßnahmen, um die Verfügbarkeit und Kundenzufriedenheit zu gewährleisten. Statt vorzeitigen, konservativ angesetzten, kostenintensiven Wartungsmaßnahmen können zustandsorienterte Wartungskonzepte Ausfallzeiten minimieren und die Kundenbindung stärken. Die physikalische Simulation liefert dazu einen Beitrag in Form eines Digitalen Zwillings. Dieser Digitale Zwilling ist das digitale Abbild eines physischen Produkts, das mit den Sensordaten aus dem Betrieb gefüttert wird und einen detaillierten Produktzustand anhand seiner virtuellen Sensoren widerspiegelt. Diese virtuellen Sensoren liefern dabei Aussagen an Stellen, die über Sensoren am physischen Produkt nicht zugänglich sind.

Mehr zum digitalen Zwilling

eCADFEM – Simulation on Demand

eCADFEM – Simulation on Demand

  • CAE-Software On Demand
  • CAE-Hardware On Demand
  • Engineering On Demand
Mehr
Seminare zu ANSYS & CAE

Seminare zu ANSYS & CAE

  • Simulationssoftware optimal nutzen
  • Einführungs- und Vertiefungskurse
  • Standard- und Individualschulungen
Mehr