ANSYS Advantage: 聚焦电气化（上）
导读标题
我们当下所处的世界，电气化发展趋势日益加快，从交通运输到工业设备，电气化正在改变能源的生产、分配及使用方式，这些变革对传统产品的研发过程有着非常巨大的影响。电子系统及部件的使用，而且还有着前所未有的设计挑战。然而，产品研发团队仍要满足极具挑战的产品交期、降低成本的目标以及严格的监管要求。鉴于这些挑战，对于面向新一轮电气化变革的工程设计团队而言，工程仿真绝对是实现竞争优势不可或缺的关键技术。利用工程仿真，可以低成本地解决与电气化相关的复杂技术问题，并且迅速推出创新产品，赢得市场领先地位。
本期《ANSYS Advantage》杂志中，我们将介绍工程仿真技术支持电气化变革的创新方法，希望能够帮助您预见公司如何引领产品在全球的电气化进程，杂志内容将分上/下两期连载，敬请关注。
为推动变革注入蓬勃动力
调查显示，有四分之三的企业高管认为，电气化正在推动他们设计流程的根本性变革。这将增加他们虚拟原型设计的工作量，这个工作需要一种更加基于模型的工程设计方法。这些高管同时表示，更低的研发成本、更低的物理测试成本、更快的研发时间以及更高的创新水平才是他们采用工程仿真设计的主要原因。
发挥电气化的巨大潜力
为推动全球经济繁荣，亟需利用更清洁、更具可持续性的能源以提供更多电力。与此同时，电气化系统的广泛应用正在改变交通运输与工业流程，然而，电气化趋势正在影响着每个行业。工程仿真发挥的重要作用，也让工程师可以了解并在产品设计中利用电气化的优势。
突破电动汽车的性能极限
对于工程师来说，研发一辆备战派克峰国际爬山赛的汽车是一项艰巨的任务。大众汽车赛车运动部的工程师决定打造一款能够实现最佳性能的汽车，但是，他们只有不到1年的时间来制造和测试全新的电动汽车。凭借坚定的决心和强大的创造力加上在多物理场仿真解决方案的帮助下，大众团队不仅打破了电动汽车记录，而且创下了包括内燃机赛车在内史无前例的赛车记录。
高效管理大型电池系统
电气化的工业应用（包括电动汽车和分布式发电）必然衍生出更多对电池的需求。电池管理系统(BMS)包括硬件和嵌入式软件，能够实时监测和控制充电电池的状态，以便为复杂应用提供可靠的动力。ANSYS面向嵌入式软件和功能分析的解决方案支持BMS研发，实现安全、可靠、高效地电池操作。
飞机推进系统的电气化发展
为了提供适合短途旅行并且能够降低排放的飞机，Zunum Aero正在利用电气化打造混合电动系统。研发此类多电飞机的挑战在于，需要使用工程仿真技术实现性能目标并减少测试时间与成本。
最低阻抗路径
当闪电击中汽车时，金属车架提供了一条阻抗最低的接地路径，从而避免车上乘客受到伤害。但是闪电可能会流经车架或者车辆的电气系统，这有可能破坏敏感元件、甚至融化焊点。随着车内电子器件不断增多，闪电防护功能变得前所未有的重要。
新一代电动汽车——悄无声息，静“心”处理
新一代电动汽车牵引电动机倾向于选择开关磁阻电机(SRM)，因为SRM成本低、效率高而且能够在高温以及其他恶劣环境下运行。然而，SRM容易产生转矩波动，这会在车辆中产生极大的噪音。Continuous Solutions公司采用ANSYS Maxwell电磁仿真软件将SRM的转矩波动降低了90%，整体噪声降低了50%，新的SRM有望推动农业机械、矿业机械以及民用与军工牵引车辆的电气化进程。
电机与发动机的电气化解决方案
发电设备市场的竞争日趋激烈，客户需要更低成本、更可靠、更环保的产品。为满足客户需求，Marelli Motori采用多物理场仿真技术，为客户提供值得信赖的定制解决方案。最近，他们开始采用ANSYS Discovery Live，通过实时改变产品几何结构或工况得到变化后的仿真结果，从而大幅降低了设计时间。
为未来注入强大的动力
随着全球电力需求不断增长，需要大力发展可再生能源技术来满足这一需求。巴西公司WEG是电气产品设计及生产市场的长期领导者，具有提供可再生能源系统及组件的专业技术。在整个设计过程中，甚至在产品运行过程中，WEG Energy都利用ANSYS解决方案研发可靠的可再生能源设备。
