{"id":1169,"date":"2023-10-31T18:31:37","date_gmt":"2023-10-31T18:31:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.grupossc.com\/blog\/?p=1169"},"modified":"2024-01-29T16:20:28","modified_gmt":"2024-01-29T16:20:28","slug":"carga-mediante-desarrollo-de-motores-electricos-con-simulacion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/grupossc.com\/blog\/2023\/10\/31\/carga-mediante-desarrollo-de-motores-electricos-con-simulacion\/","title":{"rendered":"Carga Mediante Desarrollo de Motores El\u00e9ctricos con Simulaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"

[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]En el cambio hacia la electrificaci\u00f3n, los consumidores son claramente conscientes de los desaf\u00edos que conlleva esta tecnolog\u00eda relativamente nueva y emergente, incluida la autonom\u00eda y la infraestructura de carga necesaria para soportar los viajes de larga distancia.\u00a0Las bater\u00edas son un elemento clave en la r\u00e1pida adopci\u00f3n de la movilidad el\u00e9ctrica, ya que impactan directamente hasta d\u00f3nde pueden llegar los veh\u00edculos el\u00e9ctricos (EV) con una sola carga.\u00a0Sin embargo, los veh\u00edculos el\u00e9ctricos (y los veh\u00edculos el\u00e9ctricos h\u00edbridos, en realidad) est\u00e1n impulsados \u200b\u200bno por una, sino por tres tecnolog\u00edas automotrices importantes: motores el\u00e9ctricos, bater\u00edas y sistemas de control de veh\u00edculos.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]Los motores el\u00e9ctricos desempe\u00f1an un papel importante, ya que utilizan fuerzas electromagn\u00e9ticas para convertir la electricidad de la bater\u00eda en energ\u00eda mec\u00e1nica que pone el veh\u00edculo en movimiento.\u00a0Sin embargo,\u00a0no toda la energ\u00eda recolectada durante la carga se captura y utiliza durante esta conversi\u00f3n\u00a0.\u00a0Parte se pierde debido al calor o la fricci\u00f3n.\u00a0Por lo tanto, para los fabricantes de equipos originales (OEM), el objetivo en cualquier dise\u00f1o de motor el\u00e9ctrico es lograr la m\u00e1xima eficiencia energ\u00e9tica para garantizar que el motor el\u00e9ctrico utilice la mayor parte de la energ\u00eda de la bater\u00eda para ampliar la autonom\u00eda del veh\u00edculo.\u00a0Para hacer esto se requiere una comprensi\u00f3n de la f\u00edsica detr\u00e1s de un dise\u00f1o determinado, posible gracias a la ingenier\u00eda basada en simulaci\u00f3n. \u00a0<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]El Dr. Helmut Schmid sabe mucho sobre motores el\u00e9ctricos.\u00a0Trabaja en el Departamento de Desarrollo Avanzado de ZF Friedrichshafen AG, una empresa tecnol\u00f3gica global y proveedora de sistemas de accionamientos el\u00e9ctricos para veh\u00edculos comerciales y de pasajeros.\u00a0La atenci\u00f3n del Dr. Schmid est\u00e1 en la simulaci\u00f3n, espec\u00edficamente en c\u00f3mo mejorar los marcos de trabajo y los flujos de trabajo de simulaci\u00f3n habilitados por Ansys para ofrecer soluciones sostenibles a las personas involucradas en el desarrollo central de la tecnolog\u00eda de motores el\u00e9ctricos de ZF.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]\u00abZF est\u00e1 automatizando el desarrollo de todas las caracter\u00edsticas de los motores el\u00e9ctricos relacionadas con los dominios electromagn\u00e9tico, t\u00e9rmico y mec\u00e1nico\u00bb, afirma el Dr. Schmid.\u00a0\u00abNuestro objetivo es ofrecer continuamente soluciones de software y proporcionar m\u00e9todos y herramientas novedosos que puedan ser utilizados por nuestras partes interesadas durante todo el proceso de desarrollo\u00bb.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_single_image image=\u00bb1171″ img_size=\u00bbfull\u00bb alignment=\u00bbcenter\u00bb][rs_space lg_device=\u00bb5″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text]<\/p>\n

Ingeniero ZF usando software Ansys<\/em><\/p>\n

[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb30″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text]<\/p>\n

Hacerse cargo de la narrativa de la movilidad con soluciones novedosas<\/h2>\n

[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]Por el momento, ZF est\u00e1 permitiendo la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de movilidad mediante el desarrollo de sistemas y componentes que, seg\u00fan afirma, pueden \u00abver, pensar y actuar\u00bb a trav\u00e9s de hardware, software y tecnolog\u00eda de sensores.\u00a0Ofrece una soluci\u00f3n integral que se extiende al control de movimiento de veh\u00edculos, seguridad integrada, conducci\u00f3n aut\u00f3noma y movilidad el\u00e9ctrica para ayudar a avanzar en un transporte m\u00e1s sostenible.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]Con este fin, la simulaci\u00f3n de Ansys ayuda a ZF a desarrollar motores el\u00e9ctricos y productos relacionados para un gran volumen a un costo asequible, al mismo tiempo que ofrece la funcionalidad m\u00e1s simple necesaria para abordar mejor los requisitos de los OEM.\u00a0Mediante la simulaci\u00f3n, el equipo del Dr. Schmid puede estandarizar el desarrollo en el lado del producto, as\u00ed como en el lado de la simulaci\u00f3n para encontrar mayores eficiencias.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]\u00abDesarrollamos un kit modular para nuestros motores el\u00e9ctricos, centr\u00e1ndonos espec\u00edficamente en la similitud de piezas que se pueden compartir entre diferentes motores el\u00e9ctricos\u00bb, dice el Dr. Schmid.\u00a0\u201cCon la simulaci\u00f3n, podr\u00edamos abordar los requisitos para lograr la estandarizaci\u00f3n en toda nuestra oferta de productos.\u00a0Tambi\u00e9n hemos estandarizado nuestros procesos de simulaci\u00f3n para reducir con \u00e9xito los esfuerzos en todos los departamentos de desarrollo\u201d.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_single_image image=\u00bb1172″ img_size=\u00bbfull\u00bb alignment=\u00bbcenter\u00bb][rs_space lg_device=\u00bb5″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text]<\/p>\n

El motor el\u00e9ctrico de ZF es excepcionalmente compacto debido al innovador dise\u00f1o del rotor: la energ\u00eda para el campo magn\u00e9tico del rotor se genera mediante bobinas cuya corriente se transmite a trav\u00e9s de un excitador inductivo dentro del eje del rotor.<\/em><\/p>\n

[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb30″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text]<\/p>\n

Evaluaci\u00f3n comparativa de la innovaci\u00f3n con simulaci\u00f3n<\/h2>\n

[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]La evaluaci\u00f3n comparativa de componentes competitivos es una gran parte del flujo de trabajo de dise\u00f1o de ZF: actividad realizada de manera eficiente mediante la simulaci\u00f3n de Ansys.\u00a0Esta actividad no s\u00f3lo se aplica a los motores el\u00e9ctricos, sino que se extiende a otros aspectos de un sistema de propulsi\u00f3n el\u00e9ctrico, incluidos los inversores.\u00a0Los inversores son dispositivos electr\u00f3nicos fundamentales para la conversi\u00f3n de electricidad de CC a CA necesaria para alimentar el motor.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]En un caso, el equipo de inversores de ZF recurri\u00f3 a\u00a0Ansys Q3D Extractor\u00a0para la extracci\u00f3n par\u00e1sita (PEX), o el c\u00e1lculo de los efectos par\u00e1sitos o las caracter\u00edsticas dependientes de la frecuencia de sus dise\u00f1os.\u00a0La extracci\u00f3n par\u00e1sita es una parte importante de la automatizaci\u00f3n del dise\u00f1o electr\u00f3nico, ya que ayuda al equipo a crear un modelo preciso del circuito para permitir simulaciones detalladas de la respuesta del circuito.\u00a0<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_single_image image=\u00bb1173″ img_size=\u00bbfull\u00bb alignment=\u00bbcenter\u00bb][rs_space lg_device=\u00bb5″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text]<\/p>\n

Simulaci\u00f3n de fluidos, t\u00e9rmica y electromagn\u00e9tica de una unidad excitadora inductiva para el motor s\u00edncrono con excitaci\u00f3n separada (SESM) de ZF<\/em><\/p>\n

[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]Luego, el modelo pasa por\u00a0Ansys Maxwell\u00a0para caracterizar con precisi\u00f3n el movimiento de los componentes electromagn\u00e9ticos y sus efectos en el dise\u00f1o general.\u00a0A partir de ah\u00ed, se puede realizar un modelo completamente param\u00e9trico (estad\u00edstico), que luego se puede trabajar en\u00a0Ansys Twin Builder\u00a0a trav\u00e9s de\u00a0Ansys Electronics Desktop\u00a0conectado a una simulaci\u00f3n electromagn\u00e9tica.\u00a0A esta actividad le sigue una simulaci\u00f3n transitoria para extraer los resultados necesarios para parametrizar a\u00fan m\u00e1s la configuraci\u00f3n de Twin Builder como parte de un modelo m\u00e1s grande, que se puede optimizar para cumplir con los requisitos de los componentes necesarios.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]En \u00faltima instancia, este flujo de trabajo se utilizar\u00e1 para calcular no uno, sino miles de dise\u00f1os diferentes para encontrar un concepto muy espec\u00edfico que luego pueda compararse con un producto competitivo similar en el mercado en funci\u00f3n de factores que incluyen rendimiento, eficiencia, compacidad y costo.\u00a0Tambi\u00e9n permite a ZF ofrecer dise\u00f1os de motores el\u00e9ctricos competitivos pero simples que est\u00e1n estandarizados en toda su cartera, lo que brinda a la empresa una ventaja decisiva en la capacidad de brindar energ\u00eda mec\u00e1nica conveniente a estas aplicaciones.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb30″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text]<\/p>\n

Trabajar dentro del ecosistema Ansys produce resultados m\u00e1s r\u00e1pidos<\/h2>\n

[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]Las simulaciones de motores el\u00e9ctricos ZF se ejecutan en estaciones de trabajo locales de alto rendimiento o en cl\u00fasteres ZF disponibles en todo el mundo.\u00a0Las simulaciones se distribuyen al cl\u00faster a trav\u00e9s de una interfaz de programaci\u00f3n de aplicaciones (API), que permite una computaci\u00f3n r\u00e1pida de alto rendimiento (HPC).<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]Lograr tiempos de desarrollo m\u00e1s cortos, adem\u00e1s de un mayor grado de madurez en el lado del producto lo m\u00e1s r\u00e1pido posible, son razones importantes para el gran impulso de ZF por el uso de la simulaci\u00f3n multif\u00edsica en todos sus programas.\u00a0Pero eso no es todo: la simulaci\u00f3n tambi\u00e9n facilita el enfoque de desarrollo de \u00ablienzo en blanco\u00bb de ZF, lo que permite al equipo de I+D jugar libremente en el espacio en blanco para descubrir un principio completamente nuevo reflejado en un nuevo producto en torno a una aplicaci\u00f3n seria para sus clientes.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]\u00abPara transmitir energ\u00eda el\u00e9ctrica a un rotor de una m\u00e1quina s\u00edncrona excitada el\u00e9ctricamente sin escobillas, desarrollamos una unidad de transformador inductivo giratorio\u00bb, dice Robin Michelberger, ingeniero de simulaci\u00f3n tambi\u00e9n en el Departamento de Desarrollo Avanzado de ZF responsable del dise\u00f1o el\u00e9ctrico.\u00a0\u201cUtilizamos el ecosistema de simulaci\u00f3n Ansys para simular m\u00faltiples f\u00edsicas y dominios.\u00a0Estas simulaciones tambi\u00e9n se utilizaron para evaluar r\u00e1pidamente miles de variantes de dise\u00f1o.\u00a0En \u00faltima instancia, esto nos ayud\u00f3 a construir un prototipo de hardware que supera el punto de referencia actual en t\u00e9rminos de densidad de potencia y a\u00fan logra una eficiencia de m\u00e1s del 95 % a nivel del sistema\u201d.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]Nuestro trabajo con ZF es s\u00f3lo un ejemplo de c\u00f3mo nuestros clientes del sector del autom\u00f3vil est\u00e1n optimizando motores el\u00e9ctricos mediante simulaci\u00f3n.\u00a0Aseg\u00farese de visitar nuestra p\u00e1gina web dedicada a\u00a0promover el desarrollo de motores el\u00e9ctricos para autom\u00f3viles.<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb20″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][rs_divider border_color=\u00bb#cccccc\u00bb][rs_space lg_device=\u00bb10″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]Autor<\/span><\/strong>
\nChristopher Sander<\/span>
\nGerente Regional de Ventas, Ansys<\/span>[\/vc_column_text][rs_space lg_device=\u00bb10″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][rs_divider border_color=\u00bb#cccccc\u00bb][rs_space lg_device=\u00bb15″ md_device=\u00bb\u00bb sm_device=\u00bb\u00bb xs_device=\u00bb\u00bb][vc_column_text dp_text_size=\u00bbsize-4″]\u201cLa simulaci\u00f3n se encuentra entre los elementos centrales de la transformaci\u00f3n digital necesarios para revolucionar el desarrollo de nuestros productos.\u00a0Las soluciones de Ansys dan sus frutos en ciclos de desarrollo m\u00e1s cortos y menos creaci\u00f3n de prototipos, puntos clave en la digitalizaci\u00f3n de nuestros procesos de I+D que nos ayudan a llevar nuestras soluciones de movilidad en nuevas direcciones\u00bb.<\/span><\/p>\n

\u2014\u00a0\u00a0\u00a0Dr. Helmut Schmid, director del departamento de desarrollo avanzado de ZF Friedrichshafen AG<\/em><\/span><\/p>\n

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