【Ansys Fluent】運用數值軟體協助分析電動車運作的熱管理
隨著物聯網、大數據演算的發展日新月異，智慧交通的趨勢已然變成科技生活不可或缺的一環。從衛星導航到智慧駕駛，再到未來運用AIoT進行全自動交通管理，降低人為因素造成的交通意外，而其中，讓一切可行的關鍵因素就是車輛的熱管理機制，不論是傳統汽缸引擎還是電動車電池，車輛內部溫度的隨時監控都是用來判斷元件是否正常運作的指標，本文以電動車加速機制的溫度極值預測為例，概述如何利用Ansys CFD協助車用元件的熱管理。
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電動車在做動態剎車測試時，以單次的剎車與加速為一循環，將車輛溫升與速度對時間作圖，可得到下圖，從圖中的溫升與速度循環疊加分析，可以知道在從加速轉剎車的瞬間會到達溫度的極值點，針對該時間點進行整車溫度的量測，可以找出critical component，以此當作車輛熱管理的依據。
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運用Ansys Workbench可將熱分析與結構分析進行結果耦合，如左圖。
便可以了解制動過程中，生成熱對結構的影響。
從左圖片可以看到，以車輛的rotor為例，可以清楚看到在零組件中的熱分布，並針對此進行散熱對策的設計。
同時也可以進行流場分析，從空氣動力學的角度，去了解零組件設計變更對於車輛阻力升力的影響。
藉由分析調整設計，接著從設計變更改善熱管理，又能得到更好的性能表現，以車輛馬達的轉子為例，改善散熱表現，可以讓轉子有更高的扭矩，藉以降低車輛的剎車時間與所需距離，讓行車安全有更多餘裕。同時運用軟體，還能降低試錯循環與打樣次數，縮短設計週期，減低成本，得到更為明確的設計依據。