行業新聞 2025-03-12
在新能源技術的迅猛發展與汽車產業全球化競爭日益激烈的雙重背景下，企業欲在市場中脫穎而出，亟需借助仿真技術打造研發核心競爭力。Abaqus，作為一款功能強大的非線性有限元分析軟件，能夠解決充電設備在設計和使用過程中遇到的各種復雜問題。以下是Abaqus在該領域的七大核心應用。
01結構設計與優化
1）強度與剛度分析：在新能源充電設備的設計過程中，確保其結構在承受各種工作載荷（如自重、風載、人為操作力等）時仍能保持足夠的強度和剛度是至關重要的。Abaqus通過精細的有限元建模，能夠模擬出設備在不同工況下的應力分布和變形情況，幫助工程師識別潛在的結構弱點，并據此進行優化設計，提高設備的整體穩定性和安全性。
2）疲勞分析：充電設備在長期使用過程中，會受到循環載荷的作用，如插拔充電槍、溫度變化引起的熱應力循環等。Abaqus的疲勞分析功能能夠基于材料的S-N曲線（應力-壽命曲線）或斷裂力學理論，預測設備在特定載荷譜下的疲勞壽命。通過疲勞分析，可以及時發現并避免潛在的疲勞破壞風險，優化結構設計，延長設備的使用壽命。
02熱管理
1）電熱耦合分析：在充電期間，電流通過導體時會產生焦耳熱，同時電池組在充放電循環中也會釋放熱量。Abaqus的電熱耦合分析功能能夠充分考慮電場和溫度場之間的相互作用，精確模擬設備內部的溫度分布。這有助于評估設備的散熱性能，防止因過熱導致的性能下降、材料老化甚至安全事故。
2）熱場溫度分布模擬：除了電熱耦合分析，Abaqus還能獨立進行熱場溫度分布的模擬。這包括考慮環境溫度、對流換熱、輻射換熱等多種熱傳遞方式，以及材料隨溫度變化的熱物理性質。通過熱場溫度分布模擬，可以預測設備在極端工況下的溫度響應，為熱管理策略的制定提供科學依據。
03振動與噪音分析
NVH分析：在新能源充電設備運行期間，振動和噪聲的產生不僅影響用戶體驗，還可能對設備本身造成損害。Abaqus的NVH（噪聲、振動、聲振粗糙度）分析功能能夠評估設備在不同工況下的振動特性和噪聲水平。通過優化結構設計、改進材料選擇或采取減振降噪措施，可以降低設備的振動和噪聲水平，提高用戶滿意度和產品競爭力。
04解除與密封分析
1）復雜的接觸分析：在新能源充電設備運行期間，充電接口作為關鍵部件之一，其接觸性能直接影響充電效率和安全性。Abaqus能夠處理復雜的接觸問題，包括非線性接觸、滑動接觸和接觸面的摩擦磨損等。通過精細的接觸分析，可以確保充電接口在插拔過程中保持穩定的接觸狀態，防止因接觸不良導致的充電中斷或安全事故。
2）密封系統性能分析：對于需要密封的充電設備部件（如電池包、連接器等），Abaqus可以進行密封系統性能分析。這包括評估密封材料的密封性能、預測密封界面在不同工況下的泄漏量以及分析密封失效的原因等。通過密封系統性能分析，可以確保充電設備在惡劣環境下仍能保持良好的密封性能，防止漏電、短路等安全問題。
05材料分析
材料非線性分析：新能源充電設備涉及多類材料的應用，涵蓋金屬、塑料、橡膠等。這些材料在受力條件下可能呈現非線性力學響應，諸如塑性變形以及蠕變等現象。Abaqus具備全面的材料模型庫與高效的非線性求解算法，能夠精準模擬不同材料的非線性特性。借助材料非線性分析手段，可深入評估材料在特定工況下的性能表現，從而為科學合理的材料選擇與結構設計提供堅實依據。
06耦合場分析
多場耦合分析：在新能源充電設備運行期間，電場、溫度場、應力場等多個物理場之間可能存在相互作用。Abaqus支持多個場間的耦合分析，如電熱耦合、熱固耦合、電磁耦合等。通過耦合場分析，可以綜合考慮多個物理場之間的相互影響，更加真實地模擬出充電設備的工作狀態。有助于發現潛在的多場耦合問題，并制定相應的解決方案。
07仿真優化流程
仿真優化設計：Abaqus與多種主流三維CAD軟件具有良好的數據接口，工程師在三維CAD軟件中完成初步設計后，能直接將模型導入Abaqus進行仿真分析。通過仿真分析的結果反饋到設計過程中進行迭代優化，可以顯著提高設計效率和質量。外，Abaqus提供豐富的后處理功能，如動畫演示、結果報告生成等，方便工程師直觀了解仿真結果，為優化設計提供有力支持。
綜上所述，Abaqus在汽車新能源充電設備中的應用廣泛且深入，憑借其多物理場耦合求解能力與高精度材料模型庫，已成為新能源充電設備正向開發的使能工具。通過結構、熱、電、磁等多維度仿真驗證，企業可縮短50%以上驗證周期，顯著降低企業成本。
