Cradle CFD for Emobility & Powerelectronics

Author
Cradle CFD có thể xử lý nhiều vấn đề mảng Automotive . Nhưng hôm nay chúng ta tập trung vào Emotor & Powerelectronics.
2.PNG
A. Electric Motor ( Thermal Management ).
I. Problem Statement
Bài toán thực tế gặp phải cháy cuộn Stator và các linh kiện cần làm mát.
1. Nhiệt độ tối đa của dây điện cho cuộn dây Stato thường khoảng 200 degree.
2. Điện trở đồng tăng theo nhiệt độ, có khả năng gây ra sự thoát nhiệt.
3. Hỏng cách điện do nhiệt độ gây ra dẫn đến ngắn mạch giữa các pha và/hoặc (các) pha với đất.
4. Tùy thuộc vào vị trí và điều kiện vận hành, sự cố ngắn mạch có thể nhẹ hoặc nghiêm trọng.

3.PNG
II. Thermal Challenges
  1. Yêu cầu sản lượng cao với hiệu quả cao để mở rộng phạm vi hoạt động của xe điện.
  2. Đa dạng hóa và phức tạp hóa kết cấu do giảm kích thước và giảm tối đa trọng lượng.
  3. Cần làm mát trực tiếp để tạo nhiệt cuộn dây do thu nhỏ và quay tốc độ cao.
  4. Khảo sát hiệu ứng nhiệt tích hợp với hộp số và biến tần.
  5. Quản lý nhiệt hiệu quả để giữ nhiệt độ hoạt động tối ưu.
  6. Xem xét các nguồn nhiệt của tổn thất điện từ (tổn thất đồng & sắt) và tổn thất cơ học.
  7. Xây dựng các phương pháp làm mát hiệu quả tích hợp với hệ thống làm mát trên xe.
1673794323870.png 1673794336651.png 1673794362571.png Water-Glycol Cooling
1673794388876.png Oil Cooling​
III. Solution
Cradle CFD with JMAG / EMAG
  1. Cradle CFD mô phỏng sự phân bố dòng chảy và nhiệt độ của eMotor để đánh giá hiệu suất làm mát.
  2. Cradle CFD cho thấy dòng nhiệt với sự phân bố nhiệt, được tính bằng tổn thất joule bằng các giải pháp phân tích trường điện từ JMAG/EMSolution.
  3. Máy chia lưới lắp voxel trong Cradle CFD có sẵn để tạo mô hình mô phỏng 3D bao gồm hình học cuộn dây phức tạp dễ dàng hơn.
  4. Cradle CFD phân tích sự thay đổi của luồng không khí và khả năng chịu nhiệt của nó trong khe hở nhỏ giữa rôto và stato bằng cách thay đổi tần số quay của động cơ.
  5. Cradle CFD có thể phân tích quá trình làm mát trực tiếp bằng dầu tới cuộn dây đốt nóng bằng cách sử dụng tính năng dòng chảy đa pha.
5.PNG
IV. Benefit
  1. Nâng cao năng suất để giảm thời gian phát triển.
  2. Tạo mô hình mô phỏng 3D dễ dàng hơn.
  3. Nghiên cứu thêm các thiết kế tản nhiệt và tăng tốc để đẩy nhanh quá trình phát triển.
  4. Dễ hiểu kết quả với hình ảnh mạnh mẽ.
  5. Hãy xem xét sự mất mát joule của eMotor với việc cộng tác với các giải pháp phân tích trường điện từ để giải quyết các. hiện tượng thực tế hơn. Các kết quả mà Cradle CFD tiết lộ cũng cho phép được đưa trở lại vào các mô phỏng đó.
  6. Hiểu hiệu suất nhiệt toàn diện và tối ưu hóa thiết kế để tập trung vào mục đích.
  7. Nghiên cứu phương pháp làm mát tối ưu.
  8. Tối ưu hóa hiệu suất nhiệt với việc mở rộng phạm vi hoạt động của xe điện, lái xe với công suất cao và thu nhỏ kích thước.
1673795645210.png
B. Power Electronics – Inverter
Thermal Management

I. Challenges
  1. Yêu cầu quản lý nhiệt với việc tăng mật độ sinh nhiệt cao do công suất cao và giảm kích thước.
  2. Ước tính sự phân bố nhiệt độ của bảng mạch in với các thành phần có cấu trúc vật liệu khác nhau để ngăn ngừa hỏng hóc.
  3. Nghiên cứu các phương pháp làm mát hiệu quả bằng cách sử dụng quạt, tản nhiệt hoặc áo khoác nước, v.v.
  4. Đánh giá tổn thất áp suất trong áo nước với hiệu suất làm mát.
  5. Xem xét các hiệu ứng nhiệt tích hợp với hộp số và eMotor.
1673796202641.png
II. Solution
  • PICLS part of Cradle CFD

  1. PICLS đánh giá thiết kế nhiệt của bảng mạch in một cách đơn giản và nhanh chóng.
  2. Dữ liệu ECAD Gerber & Drill và các bộ phận IDF được phép nhập dưới dạng mô hình PCB.
  3. PICLS có thể tạo các bộ phận đơn giản và xem xét hiệu ứng nhiệt của hệ thống dây điện và thông qua thử nghiệm thiết kế sơ bộ của PCB.
  4. Mô phỏng PICLS có thể được xuất để nhập vào scSTREAM để mô phỏng dòng nhiệt chính xác hơn.
1673796416429.png
  • scSTREAM part of Cradle CFD

  1. Cradle CFD có thể phân tích các thiết bị điện tử bằng cách tạo lưới dễ dàng mà không cần làm sạch CAD, các bộ phận thiết kế nhiệt hữu ích và khả năng sử dụng tốt.
  2. Cradle CFD có thể nhập dữ liệu ECAD Gerber & Drill và mô hình từ IPC-2581 ngoài mô hình CAD.
  3. Cradle CFD mô phỏng sự phân bố nhiệt độ của các thiết bị điện tử công suất như mô-đun IGBT để kiểm tra những thiết bị đó nằm trong phạm vi nhiệt độ tối ưu.
  4. Cradle CFD phân tích dòng nhiệt để đánh giá khả năng làm mát của quạt, tản nhiệt hoặc áo khoác nước, v.v.
  5. Cradle CFD tiết lộ đường dẫn nhiệt của các thiết bị điện tử công suất để hiển thị tình trạng thắt cổ chai của dòng nhiệt.
7.PNG
III. Benefits
  1. Cradle CFD rất dễ dàng để bắt đầu mô phỏng nhiệt.
  2. Thiết kế nhiệt theo giai đoạn thiết kế để giảm việc thiết kế lại và tiến hành phát triển một cách hiệu quả.
  3. Hiểu toàn diện về khả năng dẫn nhiệt và đường dẫn nhiệt để cân nhắc các thiết bị và vật liệu tối ưu.
  4. Tối ưu hóa quản lý nhiệt của các phương pháp làm mát.
  5. Cradle CFD có thể đồng mô phỏng nó với các giải pháp Hexagon khác để phát hiện ứng suất nhiệt và độ mỏi.
 


Attachments

Last edited:

Ryan

New Member
Có ứng dụng được cho mảng xây dựng, HVAC không bạn ơi?
 


Author
Có ứng dụng được cho mảng xây dựng, HVAC không bạn ơi?
Cảm ơn câu hỏi rất hay của bạn !
CFD không chỉ ứng dụng cho mảng Automotive, Electronic... mà còn áp dụng cho mảng xây dựng, đặc biệt là hệ thống HVAC trong các tòa nhà. Bạn có thể xem qua 2 module sau :
- Module cradle scSTREAM là một công cụ CFD có mục đích sử dụng chung lưới cấu trúc cartesian hoặc cylindrical để cho phép tạo lưới dễ dàng và thực hiện mô phỏng tốc độ cao được thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn. Do tính chất chia lưới và hệ thống phân tích cho phép tính toán quy mô lớn, scSTREAM hoạt động tốt nhất trong việc xử lý mô phỏng mở rộng như luồng gió trong các tòa nhà và hiện tượng đảo nhiệt.
- scPOST phần mềm trực quan hóa cao cho đa trường vật lý.

 


Top