I. Sự cần thiết của thử nghiệm CAE: Sự chuyển đổi chiến lược từ "Tùy chọn" sang "Cần thiết"
Giữa xu hướng điện áp cao, mật độ năng lượng cao và trọng lượng nhẹ của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, mô hình "thử nghiệm nguyên mẫu thiết kế" truyền thống không còn có thể đáp ứng nhu cầu lặp lại nhanh chóng và kiểm soát chi phí. CAE (Kỹ thuật hỗ trợ máy tính), là công nghệ "tạo mẫu ảo", cho phép dự đoán và tối ưu hóa toàn diện hiệu suất sản phẩm trong thế giới kỹ thuật số trước khi tạo nguyên mẫu vật lý. Đối với HTD, giá trị của CAE nằm ở:
Rủi ro tải trước, giảm chi phí: Giải quyết các vấn đề tiềm ẩn về thiết kế và quy trình trong giai đoạn vẽ và mô phỏng, tránh việc làm lại khuôn tốn kém và thay đổi thiết kế ở giai đoạn cuối.
Rút ngắn chu kỳ, tăng tốc thời gian tiếp thị: Giảm đáng kể số lần lặp lại nguyên mẫu vật lý thông qua xác thực ảo, rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm từ 30% -50%.
Tối ưu hóa chuyên sâu, nâng cao hiệu suất: Cho phép mô phỏng kết hợp trên nhiều trường vật lý (cấu trúc, nhiệt, chất lỏng, điện từ) để tìm sự cân bằng tối ưu giữa hiệu suất, trọng lượng và chi phí.
Đáp ứng Tiêu chuẩn Quốc gia, Đảm bảo An toàn: Mô phỏng trước các điều kiện khắc nghiệt như va đập, rung lắc theo yêu cầu của các tiêu chuẩn như GB 38031, đảm bảo tuân thủ và an toàn cho sản phẩm.
II. Cái nhìn toàn cảnh về các ứng dụng thử nghiệm CAE cho dòng sản phẩm HTD
| Danh mục sản phẩm | Ví dụ về sản phẩm cụ thể | Các loại phân tích và kiểm tra CAE cốt lõi | Các vấn đề chính đã được giải quyết và giá trị được cung cấp |
Bộ phận dập | Bộ pin Nắp trên/Khay/Tấm bảo vệ phía dưới, Vỏ ECU, Vỏ động cơ, Tản nhiệt/Tấm đế IGBT | Phân tích cơ học kết cấu : Độ bền, độ cứng, phương thức, rung động ngẫu nhiên và phân tích tuổi thọ mỏi. | Đảm bảo an toàn về cấu trúc của bộ pin khi va chạm và rung động; tối ưu hóa quá trình dập, cải thiện việc sử dụng vật liệu, kiểm soát độ chính xác đàn hồi, nâng cao tỷ lệ năng suất; dự đoán ứng suất và biến dạng trong chu trình nhiệt. |
Chèn thanh cái đúc | Thanh cái động cơ, Thanh cái ESU (Bộ lưu trữ năng lượng) | Phân tích dòng chảy khuôn : Tối ưu hóa vị trí cổng, thiết kế đường dẫn, dự đoán đường hàn, vết chìm và cong vênh. | Tránh hư hỏng sản phẩm do lỗi đúc; đảm bảo độ tin cậy liên kết giữa các bộ phận kim loại dẫn điện và nhựa cách điện; rút ngắn chu kỳ gỡ lỗi khuôn. |
Thanh cái | Thanh cái composite-nhôm đồng, thanh cái bằng đồng cứng/linh hoạt, thanh cái bằng nhôm (để kết nối cell) | Phân tích khớp nối nhiệt điện : Tính toán sự phân bổ nhiệt lượng joule và độ tăng nhiệt độ dưới dòng điện cao, tối ưu hóa mặt cắt dây dẫn và đường tản nhiệt. | Ngăn chặn thanh cái quá nóng dẫn đến sự cố về an toàn; đảm bảo kết nối điện ổn định trong môi trường rung động của xe; xác minh khả năng chịu đựng của sản phẩm khi xảy ra sự cố điện nghiêm trọng. |
III. Khung đề xuất để xây dựng hệ thống kiểm tra CAE của HTD
Để nâng cao khả năng CAE một cách có hệ thống, nên xây dựng một hệ thống theo bốn cấp độ sau:
Lớp xác minh hiệu suất cơ bản: Tiến hành các mô phỏng thông thường như cường độ tĩnh, độ rung phương thức và phân tích nhiệt cơ bản cho tất cả các sản phẩm để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu thiết kế cơ bản.
Lớp mô phỏng quy trình nâng cao: Tập trung vào mô phỏng tạo hình dập và phân tích dòng ép phun, hợp tác sâu sắc với bộ phận khuôn mẫu để đạt được đánh giá khả năng sản xuất trước. Đây là liên kết cốt lõi để kiểm soát chi phí và chất lượng.
Lớp ghép nối & tối ưu hóa đa vật lý: Thực hiện các phân tích nâng cao như khớp nối nhiệt-cấu trúc chất lỏng và khớp nối cấu trúc nhiệt-điện cho các bộ phận quan trọng (ví dụ: các bộ phận kết cấu bộ pin chính, thanh cái công suất cao). Sử dụng các công nghệ như tối ưu hóa cấu trúc liên kết và tối ưu hóa địa hình để đạt được mức giảm nhẹ và nâng cao hiệu suất.
Lớp tuân thủ & kiểm tra ảo: Thiết lập các quy trình kiểm tra ảo tuân thủ các tiêu chuẩn như GB 38031 về tình trạng va đập, va đập, rơi pin, v.v. Sử dụng báo cáo mô phỏng để thay thế một phần hoặc hướng dẫn kiểm tra vật lý, đẩy nhanh quá trình chứng nhận.
