大会专访 | Aurobay动力研究院李冉:混动电驱开发难点与解决方案

文摘   2024-09-26 10:52   上海  


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2024年9月11-13日,Ansys 2024全球仿真大会于苏州太湖万豪 | 万丽酒店隆重召开,本次大会与会人数超过1700人,规模空前,这不仅是一次仿真行业的盛会,更是一场关于创新与探索的精彩之旅!11大专题分会场覆盖了五大行业领域,聚焦六大产品方向,提供了丰富的技术干货和实战经验。此外,两大同期会议第六届LS-DYNA中国技术论坛和数字化安全技术大会也在同一时间举行,带来了更多精彩内容与深入交流机会。大家可以通过以下视频共同回顾本次大会的精彩瞬间:

Ansys 2024全球仿真大会视频回顾

在11日下午率先开启的汽车与交通分会场,Aurobay动力研究院属性中心 · 性能及NVH开发部一级工程师李冉在大会现场进行了“混动电驱关键技术及多学科仿真优化”的精彩分享:


汽车与交通分会场现场盛况

演讲内容主要分为两部分,包括驱动电机的多目标综合优化与发电机高效区匹配优化。大会茶歇时间,我们有幸对李工进行了专访:

Aurobay动力研究院李冉

提问

Qustions

&

解答

Answers


Q

张:李工您好!很高兴在这里又见面了,刚才听了您的演讲分享收获很大,作为西莫的媒体代表也希望就Ansys软件在电驱系统设计方面的应用对您做一个简单的采访:首先,我想请教一下的是,大家都知道电机本身就是一个多学科多物理域集成的综合体,那么在混合动力系统中对电机又提出了哪些更高的要求呢?


李:与纯电动力系统相比,混合动力系统多了一套发动机,所带来的问题是如何匹配使发动机更高效,所以电机在设计的时候需要考虑发动机的功率扭矩等性能,对于驱动电机,有的发动机是要一起配合进行动力输出的,有的则只是用来发电不作为动力来源,所以驱动电机在设计的时候也要考虑发动机,综合来说,混合动力更复杂,需要考虑的因素较多。

A



Q

张:正是因为如此,我们公司是选用了Ansys平台进行混动电驱系统的开发,使得在工作中遇到的很多难点都得到了很好的解决,那目前主要都涉及了哪些模块和软件呢?除了我们演讲中提到的,还有哪些软件的在电驱系统开发中应用的比较多?


李:嗯,主要有以下这几款软件:Ansys Maxwell、Ansys Motor-CAD、Ansys Mechanical、Ansys Fluent、Ansys Optislang以及Ansys Workbench。其中Maxwell、Motor-CAD、Mechanical和Fluent是作为我们设计验证的工具,而Optislang和Workbench作为优化工具,配合使用可以贯穿电机从设计到优化整个过程。

A



Q

张:看来你们公司基本上是采用Ansys从电磁、结构、流体以及优化的几乎全部工具模块呀,能简单说说这些软件或者模块有什么独特的优势,它们最终成为我们日常工作中的得力工具?


李:对于Ansys Motor-CAD来说,速度快是他的优势,可以快速的帮我确定大体方案,Ansys Maxwell作为后期方案的精细化是一个不错的选择,他们与Ansys Optislang结合可以根据我们的目标进行高效快速的方案优化,这几款软件主要是我在用的比较多,对我的工作提供了很好的帮助,通过这些先进仿真工具的应用,在新产品研发中遇到的问题和难点都得到了解决,缩短了电驱系统开发的周期。

A



Q

张:嗯嗯,就是说,我们在前期用Motor-CAD在确定总体方案和后期的Maxwell精细化计算上都有与Optislang进行联合仿真的优化计算,刚才您演讲里也提到了,这里一个比较多的应用就是多目标遗传算法的优化,这块在实际工作中的效果是怎样的?通过Ansys Optislang优化计算中的实际效果是否达到了预期?


李:是这样的,Ansys Optislang里有很多优化算法可供选择,但是对于基因遗传算法,其搜索能力强,不仅局限于局部最优解,鲁棒性也是不错的,可以解决非线性,不连续等优化问题,而且可以跟其他算法结合,调整去使用,但是对于工程应用来说,Ansys自身的遗传算法已经能满足我们的需求了。

A



Q

张:确实不错,现在通过仿真工具进行电机优化这块已经是越来越多的人在关心和使用的,看来Ansys在这块的解决方案还是让我们很放心的。演讲内容中提到了一个关键的问题就是仿真与试验的标定,这是决定后期新产品开发工作更好的进行的一个重要的保证,也可以说一个公司前期除了对先进软件工具的投入外,后期要进行合理规范化发展的至关重要的一个环节,能简单分享一些你们作为行业先进公司的在这块的一些经验和方法吗?


李:模型标定是需要实验数据支持的,对于我们公司的产品和情况来说,我们会自己跟踪试验,这样可以更详细地了解试验环境以及试验细节,一方面保证实验数据的准确性,另一方面也能保证我们的仿真计算模型更接近于试验情况,公司在这方面提供了一定的条件支持,以保证我们仿真模型的标定工作开展的比较顺利。

A



Q

张:另外,这次演讲主要介绍了混动电驱系统中Ansys软件的重要应用和关键技术,那么在纯电系统里的电机开发我们这块是否有涉及,主要的区别能谈谈么?


李:都有涉及,在最开始聊的时候也说了纯电动力系统和混和动力系统的主要区别,其实对于纯电跟混动系统的电机开发逻辑是大同小异的,只不过在分解整车需求的时候会有区别,但对于电机本体的设计都是一样的。

A



Q

张:那么现在,我们研发部门大概有一个什么样的规模?在混动电驱的开发中涉及到多学科的分工,目前公司这块是由您自己独立完成还是需要团队同事是协作呢?


李:在此次分享的多学科案例中,包括电机的性能,NVH,强度都是我个人独立在做的,耗费的精力也比较多,因为不同学科之间总会产生各性能配合的矛盾,此案例的优势之一在于可以完美的平衡各性能之间的矛盾,同时考虑了与发动机的性能匹配,发动机这块有其他的同事在做,会有一些接口参数的要求传递,电机这块的工作都是我自己来完成的。

A



Q

张:看来Ansys的多学科集成计算的优势为李工提供了很大的帮助,可以独立完成几乎混动系统的全部电机开发工作,同时也是李工在多学科领域都有比较深厚的技术积累,让先进软件工具的使用效力得到了最大化的体现。那么最后再问一下,在Ansys现有的软件平台基础上,我们是否还有一些二次开发和更高级别的综合性平台建设呢?还是说利用目前现有的软件模块的组合就可以很好的完成电驱系统的开发工作了?


李:对于目前来说,Ansys的工具基本可以完成大多数的优化,但是对于一些特定的目标的优化,需要借助脚本或者程序帮我们实现具体的目标,正好Ansys也给用户预留了接口,供我们使用者根据自己的需求自定义优化流程,我相信只要逻辑是对的,无论怎么做都是通的。

A


采访结束了,从大会上的激情演讲到会后的亲切交谈,李工的一番话语让我们感受到的是作为电机开发骨干的谦虚严谨的技术专家风范。同时,从这位一线电机工程师的亲身工作经历,我们能深刻体会到Ansys先进仿真工具对于电驱系统开发的发挥的重要作用,在这里也希望Ansys仿真产品帮助更多电驱动行业的研发人员解决工作中的难题,推动产品研发实现更多的创新进步!

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