Ansys &保时捷赛车

电机的效率和功率/扭矩密度直接影响电机动力系统的整体性能。因此，永磁同步电机(PMSM)通常被选为纯电动汽车。考虑到逆变器开关和温度效应造成的定子电流高频波动，电机的性能应针对赛道上的速度/转矩负载点的整个范围进行优化。

ABB国际汽联电动方程式世界锦标赛中所有的全电动赛车在整个赛季中都使用相同的主牵引电池组。ABB E方程式赛车的可用能量是有限的;因此，有必要建立精确的电池电和热行为模型，根据特定跑道的功率剖面预测电池的充电状态、电压和温度。这是通过耦合电行为的等效电路模型(ECM)和电池热行为的动态降阶模型(Dyna-ROM)来实现的。

当电机产生的动力在车轮上转换成扭矩时，减速齿轮系统起着关键作用。工程师们面临的设计挑战是在整个驱动周期内保持电动传动系统的高效率和调制性，同时控制系统的散热和噪声强度。Ansys多域仿真是设计最优高效传动系统的关键工具。

电动汽车牵引逆变器的优化设计对电动动力总成的整体性能至关重要。新型宽带隙半导体功率器件的高功率密度、高额定电压和高额定电流以及快速开关速度对牵引逆变器的设计提出了挑战。牵引逆变器的效率优化需要准确估计在不同运行条件下的功率损耗，如在比赛过程中变化的开关电流电压水平和温度。优化性能，确保功能的安全性和可靠性是比赛成功的关键。

由于电动传动系统的整体效率通常超过90%，进一步优化具有挑战性。特别是高性能电动汽车，在赛道上一圈或多圈的效率是至关重要的。它需要准确估计动力传动系统每个组件的功率损耗，并分析不同运行条件下组件之间的相互作用，如温度、速度/扭矩负载点和电池荷电状态(SOC)。因此，优化部件效率并不等同于优化动力系统的整体效率。采用降阶建模(ROM)技术进行系统仿真，并结合现实控制，实现了电力传动系统的性能优化。