一、CAE技术在新能源汽车研发中的应用

新能源汽车固然是未来汽车发展的趋势，越来越多的汽车厂商也会投入更多到新能源汽车的研发制造当中，越早推出产品越有利于占领市场。但与此同时原始设备制造商和供应商都面临着研发难题，这对于先进的公司是巨大的潜在利益，而对于落后的公司则是重大的挑战，如果解决不好这些难题，将有缺陷、尚不完善的产品推向市场，则存在着巨大的商业风险。在激烈的竞争环境中，要设计非常复杂可靠的下一代电气传动系统，使用缓慢和低效的、反复样机试验的研制方法已不能满足快速设计的需求。

为了能在最短周期内研制出高质量、可靠稳定的新能源汽车，工程师在研发环节引入先进的CAE仿真技术，来替代传统的反复使用物理样机验证方法，帮助工程师在汽车物理样机制造之前，就能够有效地评估多个供选方案，进行许多假设分析研究，预测车辆在实际驾驶情况下的性能，在前期就进行快速优化设计，以避免在产品开发的后期发生意外和问题。

用于新能源汽车的CAE技术涵盖了机械、流体动力学、热学、电气和电磁等领域，主要解决电气传动系统单个部件：电池组、牵引电动机、电力电子器件等的开发问题，以及子系统之间的集成和电磁干扰、复杂电气传动系统的设计和研究，此外还有新能源汽车NVH特性、轻量化、安全性等性能分析优化。

二、新能源汽车仿真分析主要解决方案

由于与传统汽车在结构和工作原理上有巨大区别，此处仅针对新能源汽车研发，列举的仿真分析解决方案主要涉及电池组热管理和电化学模拟、电动机和电子器件模拟、电磁场分析、电机驱动控制系统等领域。

热管理：在解决电池热组管理问题上，可以采用ANSYS的计算流体力学软件FLUENT去检查电化学，研发先进的电池冷却方案。其他热管理应用需要ANSYS的Icepak技术，该软件可用于封装、电路板及系统级CFD模拟，包括自然对流、强制对流和辐射传热。产品开发人员可以在模拟中并入封装或电路基板的焦耳热现象。并入焦耳热有两种方式：或者可以通过CFD求解器内的近似计算，或者通过转换配电数据，其中配电数据是通过功率和信号完整性的ANSYS工具SIwave模拟计算而得到的。

结构和结构热分析：对于机械和热模拟，ANSYS软件提供了一个进行结构综合分析的解决方案，包括ANSYS机械、机械可靠性分析和应力分析的结构程序包，该套件包含了一套完整的非线性及线性单元和一系列有限元性能和材料定义，ANSYS的疲劳软件可用于模拟产品在预期循环加载条件下以及在产品预计的寿命范围内的性能。ANSYS软件还提供了隐式和显式求解器，使工程师能够模拟机械应力和应变，如通过显式跌落模拟分析冲击和振动。

系统控制：用于机械、电气或控制系统的传统“建造与测试”方法和孤立的虚拟样机工具忽视了各学科之间的重要相互作用，导致结果不完整或不准确。

MSC的多学科仿真解决方案能够验证、优化完整的机电系统性能。EASY5 提供了使用简单、交互操作的建模环境，用户可从预定义的零部件库进行选择来创建系统模型，这些零部件代表了复杂的实体元件。

汽车电子仿真：汽车电子元件需要能够承各种潜在的加载场景和环境条件，MSC软件提供的CAE工具具有多物理功能，能够仿真汽车电子的机械、热及电磁行为。

新能源汽车已成为汽车产业未来发展的趋势，也得到了政府政策的大力支持，关键技术主要体现在电池组、电控系统、电气传动总成系统等方面，这些为新能源汽车开发带来了挑战。工程师需要借助CAE技术，来替代反复使用物理样机试验的方法，对电池组、电动机、电控器件、电磁兼容性等方面进行多学科的仿真分析，不断优化，开发出安全可靠性好、性价比高的新能源汽车。