전기화 - 기계 및 내구성 측면(NEW)

배터리 팩의 피로 설계, 배터리 팩의 가속화된 진동 테스트 및 차량 구조의 피로 분석을 위한 다양한 솔루션을 통해 Prenscia 소프트웨어는 엔지니어가 피로 파괴 위험을 제거하고 전기 엔진의 내구성을 개선하며 차량의 신뢰성을 높일 수 있도록 지원합니다.

Plugged in chargers into two electric cars at a charge station

배터리 팩의 피로 설계

배터리 팩은 다수의 기계적, 전기적 및 전기화학적 구성 요소 시스템을 통합합니다. 이들은 필요한 에너지 용량을 공급하기 위해 직렬 및 병렬로 연결된 수천 개의 개별 셀로 구성됩니다. 셀은 종종 전기 경로를 완성하기 위해 함께 용접됩니다. 이러한 용접부는 진동에 매우 취약하며 고통을 겪습니다. 진동으로 인한 피로 손상. 또한, 상대적으로 무거운 전기화학적 구성 요소와 경량 지지 구조물의 조합은 배터리 구조에서 기계적 공진을 초래할 수 있으며, 이는 높은 위험을 수반합니다. 피로 균열.

진동 피로 분석을 통해 엔지니어는 모든 유형의 배터리 구조, 재료, 용접 및 조립 기술에서 중요한 피로 파손 지점을 식별할 수 있습니다. FEA 응력 분석 결과와 측정 또는 계산된 진동 부하 스펙트럼을 사용하여 nCode DesignLife 이 주파수 기반 피로 분석을 수행하여 고장까지의 수명을 예측하는 데 사용할 수 있습니다. 따라서 배터리 팩 구조 및 마운팅은 구성 요소 설계 중에 수명, 무게, 비용 및 신뢰성을 위해 동시에 최적화될 수 있으며, 프로토타입 제조 전에 최적화될 수 있습니다.

배터리 팩의 가속 진동 테스트

배터리 팩의 복잡한 내부 구조는 긴 서비스 수명 동안 진동으로 인한 고장에 매우 취약하게 만듭니다. 배터리 팩의 진동 노출은 대역폭이 넓은 주파수 범위를 다루며, 이는 배터리 팩의 치명적인 고장을 초래하거나, 더 일반적으로는 차량의 진동 노출과 관련하여 배터리 성능의 점진적인 저하를 초래할 수 있습니다. 두 가지 고장 모드 모두 배터리 팩의 내구성, 신뢰성 및 보증 노출에 중대한 영향을 미칩니다.

엔지니어의 과제는 배터리 설계 및 검증 테스트에 모두 사용할 수 있는 적절한 부하 스펙트럼을 생성하는 것입니다. 피로 손상을 나타내는 PSD 로딩 스펙트럼은 다음을 사용하여 가속화된 시간 프레임에서 생성할 수 있습니다. nCode GlyphWorks.이 분석은 측정된 시험장 진동 데이터와 설계 수명 동안 사용 방법을 설명하는 차량 사용 프로필을 사용합니다. 암묵적인 검사를 통해 가속화된 테스트가 과도하게 가속화되지 않도록 하여 비정형 고장 모드를 방지합니다.

GlyphWorks에서 얻은 PSD 스펙트럼은 또한 다음을 구동하는 데 사용될 수 있습니다. 진동 테스트를 위한 고성능 셰이커 테이블 및 제어 시스템. GlyphWorks에서 얻은 이 PSD 스펙트럼은 이해를 위한 가상 셰이커 테이블 분석을 구동하는 데 사용할 수 있습니다. 진동 피로 in nCode DesignLife. 이를 통해 배터리가 요구되는 진동 내구성을 달성하면서 동시에 무게, 비용 및 신뢰성에 대한 설계를 최적화할 수 있습니다.

차량 구조의 피로 분석

전기차의 경우, 구동계는 기존 플랫폼을 활용하거나 완전히 새로운 아키텍처 내에서 설계될 수 있습니다. 두 시나리오 모두 구조 엔지니어에게 도전 과제를 제시합니다. 기존 차량 플랫폼의 경우, 배터리 팩으로 인한 무게 분포와 같은 수정 사항은 동적 응답뿐만 아니라 구조적 내구성에도 영향을 미칩니다.

새로운 아키텍처는 기회를 제공하지만 급진적인 변경은 세부적인 사전 시뮬레이션을 사용하여 완화해야 하는 위험을 도입합니다. CAE 기반 분석 사용 nCode DesignLife 차량 구조물의 신속한 평가를 위해 필수적인 피로 분석을 수행할 수 있습니다.

전기 시스템의 구조적 고장은 종종 마운팅 및 연결과 관련이 있으며, 배터리, 인버터 및 전기 모터의 마운팅 지점 간의 극단적인 움직임으로 인해 발생할 수 있습니다. nCode는 하중 데이터의 고급 처리를 가능하게 하며 피로 분석에 대한 입력을 준비합니다. 기어 시스템은 더 높은 주파수 고장 모드를 나타낼 수 있으며, 이는 회전 기계 분석을 통해 다양한 주파수의 원인에 대한 통찰력을 제공해야 합니다. nCode VibeSys.

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배터리 팩의 피로 설계

배터리 팩의 가속 진동 테스트

차량 구조의 피로 분석

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