Maxwell的案例
特斯拉為下一個10年備戰，收購電化學公司Maxwell
2019 年 2 月 5 日，特斯拉宣布以 2.18 億美元溢價 55% 收購 Maxwell。
收購 Maxwell 是特斯拉在電化學領域的第一次重要收購，這一點非常重要。
戰略生變
在汽車行業電動化變成大勢所趨后，越來越多的公司在嘗試布局固態、鋰空氣、燃料電池等下一代電池技術實現‘彎道超車’，比如博世、豐田、大眾等都在預研和布局固態電池的商業化。
身為電動汽車行業領頭羊的特斯拉，收購 Maxwell 意味著，特斯拉的電池戰略出現轉變，開始通過吸收外部技術團隊布局未來電池技術戰略。對于特斯拉來說，Maxwell 的技術會對特斯拉現有產品線的性能短板進行有力補充。
Maxwell 是誰？
Maxwell 并非 QuantumScape、Seeo、Sakti3 之類的電化學創業團隊，相反，即便不被特斯拉收購，Maxwell 也是一家商業運作穩定、技術積淀深厚的電化學公司。
具體而言，Maxwell 的核心技術分為兩塊：干電池電極技術；超級電容驅動的能源儲存業務。
先說干電池電極技術。Maxwell 高管告訴投資人，公司的‘干電極’技術已經研發完畢并獲得專利，這項技術能夠顯著增加電動汽車的續航里程并降低電池成本。
2019 年 1 月 16 日，Maxwell 針對公司業務出具了一份報告。其中一頁 PPT 是這么介紹干電池電極技術的。
干電池電極：完成主要性能里程碑、變革電池技術，讓電動汽車成為大趨勢。
干電池電極有以下四個優點：
能量密度：＞300 Wh/kg 已得到驗證，具備 500 Wh/kg 的實現路徑。
延長電池壽命：改善耐久性，電池壽命翻倍。
降低成本：產能密度增加 16 倍，與現有技術的濕電極相比，成本降低 10%-20%。
MotorCAD Emag 模型導入 Ansys Maxwell
生成路徑 >>
Tools->Ansys Electronics Desktop->Export
在Export Format選項中點選Ansys Electronics Desktop
Select File 選擇文件保存路徑 >>
輸入保存文件名稱 >>
BPM_machine.vbs，Save
Export vbs文件到指定的文件夾 >>
03.Ansys Maxwell運行vbs文件
打開 Ansys Maxwell 的前處理器 Ansys Electronics Desktop，建立新的工程 project，在菜單中，點擊Tools > Run Script
軟件會自動彈出下面對話框。找到通過Motor-CAD生成的vbs文件：BPM_machine.vbs，點擊Open完成導入。
導入的vbs文件中包含了 Motor-CAD Emag 模型所有的尺寸設置，材料屬性、運動設置、激勵設置，在Ansys Maxwell 中不需要再進行額外設置，軟件會自動對導入模型進行瞬態場求解。
04.進行求解
Ansys Maxwell 求解結束后，可以獲得電機的性能曲線，可以將 Ansys Maxwell 與 Motor-CAD 生成的性能曲線進行比對。
輸入電流波形 >>
磁鏈波形 >>
轉矩波形 >>
在Ansys Maxwell中，可以根據需要在細節上對模型進行修改，驗證模型無誤后，對新模型行電磁仿真分析。
展開 基于Maxwell與Simplorer的電磁閥動態響應仿真
基于Maxwell與Simplorer的電磁閥動態響應仿真
Maxwell中的Simplorer軟件是電路和其他求解場的一個耦合場平臺，他可以耦合電磁場和電路，溫度場和電路，本次以電磁閥為例，本身的場路耦合可以在Maxwell里的circuit實現，采用Simplorer進行聯合仿真主要是考慮以下兩點：
（1）Maxwell的circuit中元器件類型不全，比如穩壓二極管；
（2）Simplorer中可以搭建電磁閥閥芯運動部分。
一、聯合仿真關鍵點
聯合仿真的關鍵點如下腦圖所示。
聯合仿真關鍵點
Maxwell部分
仿真部分必須包含motion，繞組的激勵必須設定為外電路，并且要設定運行與Simplorer耦合仿真。（Simplorer與twinbuilder是一樣的，新版叫twinbuilder）
2.耦合傳遞數據
Simplorer與Maxwell仿真是弱耦合的方式實現的，Maxwell向Simplorer傳遞的是電磁力，Simplorer向Maxwell傳遞的是位移。
3.Simplorer部分
質量塊為運動部件整體的質量，所有的力均作用在質量塊到out的連線上，力的方向根據組件標記的紅點確定。
4.其他注意點
需添加電磁閥質量塊限位，需添加初始力，彈簧需設定胡克系數。本部分在Maxwell內進行motion設定時也有相應設定，但是與Simplorer聯合仿真時失效。
二、聯合仿真步驟
對于大部分仿真者來說，以上的關鍵點就能夠指導進行聯合仿真了，為了鞏固知識點，我們把軟件的一些截圖貼出來供大家參考
1、繞組激勵設定
繞組激勵類型設定為外電路。
展開 新功能 | 解鎖Ansys Maxwell 2021 R1新版功能要點
新版本中Maxwell增加了直接連接到Motion的接口，通過Maxwell 2D/3D瞬態求解器可以直接輸出基于object力密度或基于element力密度到Motion軟件中。通過Maxwell與Motion耦合分析，可以將齒輪箱和機械傳動等剛性部件添加到電機和外殼中，分析電機和減速器共同作用下的振動噪聲。
Maxwell與Mechanical耦合仿真時，Maxwell只需把定子的電磁力傳遞到結構場中；而Maxwell與Motion耦合仿真時，Maxwell要把定子和轉子的電磁力都傳遞到Motion中。電機轉子上的電磁力通過軸耦合到齒輪上，這樣可以考慮電機和齒輪共同作用下的振動噪聲問題。
把分析結果進行瑞利積分，取MIC上面的表面速度計算聲壓，再把數據耦合到噪聲分析軟件VRXPERIENCE Sound中，可以進行聲音品質的設計和分析。
感應電機ECE降階模型提取
由于永磁電機轉子表面沒有渦流電流，所以ECE降階模型更多適用于永磁電機。感應電機轉子表面存在渦流，所以感應電機更多的是通過T型或L型等效電路的方式進行降階處理。此次新版中增加了感應電機的高精度ECE降階模型抽取功能，新功能基于渦流場求解器，把感應電機等效電路分解成直軸分量和交軸分量，然后在外電路中建立ECEIM模型，通過掃描電流以及轉差率，推導具有渦流效應的多相感應電機ECE降階模型。TwinBuilder/Simplorer軟件可以直接訪問該ECE降階模型，新功能可應用于感應電機的矢量控制系統聯合仿真和機電系統的EMC分析。
展開 
基于Maxwell和fluent的電磁爐加熱分析 ￥18.8
上次為大家分享了ANSYS中的電磁和熱的耦合方法，獲取相應的溫升和結構變形( 沒看過的同學可以回去看這里http://www.yqgqt.org.cn/content/post/309265).本次使用ANSYS當中的Maxwell和fluent對電磁爐加熱水進行分析。相對于ANSYS的熱分析方法，fluent軟件能更好的模擬物體表面的對流散熱，相對于對流系數的經驗輸入，fluent的自動計算有更好的準確性。
圖1.空間溫度分布
基本原理為線圈在電磁爐中通電，然后在鍋底產生渦流，加熱鍋底，進而熱傳導到鍋中的水，加熱水升溫，其主要的散熱為周圍的空氣。
主要分析本次采用ANSYS中的Maxwell計算高頻在鍋底產生渦流，進而產生熱量，將熱量讀取到fluent中，設置fluent的散熱條件，將鍋中的水加熱到一定的溫度。
由于具體參數未知，該分析的所有輸入參數都是假設數據，所以其結果與真實結果有一定的差距，該方法供大家學習
1.建立耦合場分析環境
在workbench中建立Maxwell 和fluent的耦合場，將模型共享鏈接，將maxwell和fluent的setup鏈接，表示讀取maxwell的熱生成。
圖2 耦合流程建立
2.Maxwell建立渦流場分析
在maxwell當中建立相應的模型，賦予材料，建立region域，設置線圈的電流和輸入端，建立求解，輸入相應的高頻，求解之后提取結果，可以獲取相應的電流密度和功率損耗。
圖3.Maxwell渦流場分析
圖4 功率分布
3.fluent建立溫度場分析
在fluent的DM中讀取maxwell的幾何模型，系統自動將region過濾掉，只讀取了相應的實體模型，在DM中建立熱分析的空氣域，模型最好將空氣的上側建立多一些，這樣更容易表示散熱的效果。
展開 Maxwell v16 教程
maxwell v16
Maxwell_v16_2D_WS02_BasicEddyCurrentAnalysis.pdf
Maxwell_v16_2D_WS03_BasicElectrostaticAnalysis.pdf
Maxwell_v16_2D_WS04_BasicDCConductionAnalysis.pdf
Maxwell_v16_2D_WS05_BasicTransient_SourcesAndCircuit.pdf
Maxwell_v16_2D_WS09_BasicPostprocessing.pdf
Maxwell_v16_2D_WS10_BasicParametricAnalysis.pdf
Maxwell_v16_2D_WS11_BasicOptimetricsAnalysis.pdf
展開 Maxwell參數化建模和優化設計 附DxfToAnsys軟件下載
對于ANSYS Maxwell平臺的仿真分析，我們可用的幾何參數化建模方法大致分為以下八種，其中前4種是目前大多數工程師都在采用的，比較直觀簡單，容易操作，第5種用戶自定義UDP建模使用起來稍有難度，但是對于復雜幾何模型來說其建模效率很高，用戶只要具有一定的C或Python編程基礎，讀懂軟件自帶模板的代碼，參考幫助文件，稍加練習，都可以掌握，這種方法結合Maxwell的腳本功能可以更方便的實現完整仿真模型的參數化建模；第6/7種方法需要利用到Workbench平臺中的幾何建模工具，最后一種是借助第三方建模工具進行參數化設計。總之，用戶可以利用的方法很多，適合不同復雜程度的工程問題。
① Maxwell直接參數化建模；
②Maxwell導入CAD圖紙生成建模歷史并參數化；
③RMxprt導入Maxwell參數化建模；
④Maxwell內置UDP模型參數化建模；
⑤用戶自定義UDP參數化建模；
⑥導入ANSYSDesignModeler繪制的參數化模型；
⑦導入ANSYS SpaceClaim繪制的參數化模型；
⑧導入Solidworks等第三方幾何建模工具繪制的參數化模型。
2.1 Maxwell直接參數化建模
Maxwell自帶一個幾何建模框架，這個框架與某些專業CAD工具不同，它是基于點、線、面、體、布爾運算、平移、旋轉、陣列等功能繪制幾何模型，雖然對于初學者來說略顯繁瑣，但是這種建模方法可以非常直觀、精確的實現幾何的參數化，因為Maxwell建模過程基于歷史樹，每個建模步驟的參數都可以隨時進行再編輯，用戶可直接將數字量改為變量或表達式，即可實現參數化建模，同時軟件內部有一些內置的變量可以直接使用。
新建變量時，如下幾點規則需要注意。
展開 workbench中maxwell讀取結構分析變形后結果
workbench中maxwell讀取結構分析變形后結果
在workbench中maxwell計算的電磁力、功率損耗等可以傳遞到static structural結構分析中，這個操作過程相對簡單，只需要簡單的拖拽和讀取需要的結果就可以了（聯系作者fwz0703@163.com）.相應的結構分析的結果也可以導入到maxwell當中來計算。
本次分析以兩根通電的銅排為例，電流方向相同，導體之間應該受到吸引力，如圖所示
同時點擊下方的數據，可以查看導入的數值多少，電磁里多大，如圖所示
這樣可以進行結構分析的后期操作，查看在電磁力作用下的變形結果，如圖所示，結果顯示兩根通同向電流的導體其受到吸引力，向中間變形。
那么將變形后的結果如何導入到maxwell中進行計算呢，在兩根導體靠近后，其電磁吸引力相應的增大，采用的方法有兩種
將變形后的模型結果導出，從新進行maxwell計算，查看電磁吸引力。
展開 Maxwell仿真的疑難問題解答（下）
作者：安萬強，安世亞太電磁仿真工程師
來源：本文為安世亞太原創作品，上海安世亞太授權轉載
Maxwell目前被越來越多的低頻電氣設備仿真計算所使用，在越來越多的應用計算中，難免遇到各種各樣的問題，本文集錦了Maxwell在使用中出現頻率較多的問題，希望可以幫助用戶解決仿真中的疑惑。
Maxwell仿真的疑難問題解答（上）
6. 如何定義全局變量？
Maxwell 變量有全局變量和局部變量之分，前者可應用于當前 Project下所有模型，后者只能用于當前模型。如何定義全局變量？
以下就建模案例介紹解決辦法：
建立一個矩形，修改其參數，在 Xsize中輸入“$xsize”。變量前加上“$”，即為全局變量。
在 Project 屬性窗口中，可以看到定義的全局變量。
7. 如何將外電路模塊中的變量傳遞到 Maxwell？
1）外電路中定義變量：
2）導出 sph 網表文件：
3）在 Maxwell 中導入外電路 sph 網表文件：
4）在 Maxwell 中重新定義變量：
8. 如何在 Maxwellcurrent 激勵下設置電流突變（=0）設置?
1）定義一個變量 zerotime。
2）定義電流源帶變量：5*1.414*sin(2*pi*180*time+53.7*pi/180)*pwl(zerotime,time)
輸出/輸入電流波形，在 0.0055s 時電流變為0。
9. 如何設置直線電機的主從邊界條件？
1）設置方式：設置主邊界條件。
2）設置從邊界條件。
展開 如何在Maxwell中將邊界條件和幾何一起復制？
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問題描述
在 Maxwell中復制物體的時候，默認只復制物體的尺寸和材料屬性。通過改變設置可以連同幾何一起復制邊界條件。
解決方案(1/2)
● 根據圖1所展示的內容，您可以啟動將邊界/網格和幾何一起復制的功能。
圖1 前往 Options 中的 General Options
● 前往菜單欄，點擊Tools → 0ptions → General 0ptions → Maxwell 2D / Maxwell 3D → Boundary Assignment → 勾中" Duplicate boundaries / mesh operations with geometry ”,見圖2、3。
圖2 啟動 Maxwell 2D 復制功能
圖3 啟動 Maxwell 3D 復制功能
解決方案(2/2)
● 請注意，當選中此選項時，網格操作和分配給對象的激勵也將同時復制。
● 也可參見 Maxwell 在線幫助:
Assigning Boundaries and Excitations for 3D/2D Designs > Modifying Boundary Conditions and Excitations > Duplicating Boundaries and Excitations
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展開 新功能 | 解鎖Ansys Maxwell 2021 R1新版功能要點
新版本中Maxwell增加了直接連接到Motion的接口，通過Maxwell 2D/3D瞬態求解器可以直接輸出基于object力密度或基于element力密度到Motion軟件中。通過Maxwell與Motion耦合分析，可以將齒輪箱和機械傳動等剛性部件添加到電機和外殼中，分析電機和減速器共同作用下的振動噪聲。
Maxwell與Mechanical耦合仿真時，Maxwell只需把定子的電磁力傳遞到結構場中；而Maxwell與Motion耦合仿真時，Maxwell要把定子和轉子的電磁力都傳遞到Motion中。電機轉子上的電磁力通過軸耦合到齒輪上，這樣可以考慮電機和齒輪共同作用下的振動噪聲問題。
把分析結果進行瑞利積分，取MIC上面的表面速度計算聲壓，再把數據耦合到噪聲分析軟件VRXPERIENCE Sound中，可以進行聲音品質的設計和分析。
感應電機ECE降階模型提取
由于永磁電機轉子表面沒有渦流電流，所以ECE降階模型更多適用于永磁電機。感應電機轉子表面存在渦流，所以感應電機更多的是通過T型或L型等效電路的方式進行降階處理。此次新版中增加了感應電機的高精度ECE降階模型抽取功能，新功能基于渦流場求解器，把感應電機等效電路分解成直軸分量和交軸分量，然后在外電路中建立ECEIM模型，通過掃描電流以及轉差率，推導具有渦流效應的多相感應電機ECE降階模型。TwinBuilder/Simplorer軟件可以直接訪問該ECE降階模型，新功能可應用于感應電機的矢量控制系統聯合仿真和機電系統的EMC分析。
展開 
基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型線圈電感仿真分析
已知線圈的磁場能量與線圈電感 的關系為式(3)：
利用ANSYS Maxwell的場計算器求解線圈能量，選擇Maxwell 2D→Fields→Calculator，在輸入量Input中選擇求解量為能量Quantity→Energy，求解 空間為所有對象Geometry→All Objects，進行積分 Scalar→Integral→RZ，選擇Output→Eval，即可得到總能量為1.8266E-006J，由式(3)可得到圖1(a)所示平面螺旋型線圈的電感值為3.653 2uH。這與從電感矩陣計算出的電感值是一致的。
第二種建模方式，是對線圈進行簡化近似建模，在靜磁場求解器的RZ坐標系中，畫一個矩形(長11.5mm， 高1mm)表示線圈2D模型，如圖3所示。為線圈添加一 個高度和寬度均為100 mm的求解區域Region。給矩形加載激勵電流1A，并設置求解電感矩陣值，Maxwell 2D→Parameters→Assign→Matrix，在彈出的窗口中勾 選加載在矩形截面上的激勵源，并在Post Processing選項卡中，設置矩形截面的導線匝數Turns為10。設置完畢后，對模型進行分析求解。
在Maxwell 2D→Results→Solution Data窗口中查看求解結果，勾選Post Processed選項，得到線圈的電感值為3.645uH。由此可見，采用兩種建模方式得到的線圈電感值只相差0.0082uH，說明在實際應用中可以采用一個矩形作對平面螺旋型線圈進行建模。
展開 Maxwell使用技巧整理
來源：EV電機事業
作者：
主要功能：
1、如何調節RMxprt自動生成的周期數
2、如何實現平行充磁和徑向充磁
3、基于Maxwell 2D模型生成3D模型
4、Maxwell模型倒角功能的實現
5、如何提高Maxwell導出模型的質量
6、軟件自定義函數點功能
8、Maxwell磁鋼渦流計算
9、Maxwell如何保存動圖
10、Maxwell中實現變步長仿真
11、Maxwell如何添加自定義列表的Parametric參數化
12、Maxwell函數功能的使用
展開 新功能 | 解鎖Ansys Maxwell 2021 R1新版功能要點
新版本中Maxwell增加了直接連接到Motion的接口，通過Maxwell 2D/3D瞬態求解器可以直接輸出基于object力密度或基于element力密度到Motion軟件中。通過Maxwell與Motion耦合分析，可以將齒輪箱和機械傳動等剛性部件添加到電機和外殼中，分析電機和減速器共同作用下的振動噪聲。
Maxwell與Mechanical耦合仿真時，Maxwell只需把定子的電磁力傳遞到結構場中；而Maxwell與Motion耦合仿真時，Maxwell要把定子和轉子的電磁力都傳遞到Motion中。電機轉子上的電磁力通過軸耦合到齒輪上，這樣可以考慮電機和齒輪共同作用下的振動噪聲問題。
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感應電機ECE降階模型提取
由于永磁電機轉子表面沒有渦流電流，所以ECE降階模型更多適用于永磁電機。感應電機轉子表面存在渦流，所以感應電機更多的是通過T型或L型等效電路的方式進行降階處理。此次新版中增加了感應電機的高精度ECE降階模型抽取功能，新功能基于渦流場求解器，把感應電機等效電路分解成直軸分量和交軸分量，然后在外電路中建立ECEIM模型，通過掃描電流以及轉差率，推導具有渦流效應的多相感應電機ECE降階模型。TwinBuilder/Simplorer軟件可以直接訪問該ECE降階模型，新功能可應用于感應電機的矢量控制系統聯合仿真和機電系統的EMC分析。
展開 ANSYS Maxwell 低頻電磁場仿真全解析
ANSYS Maxwell 憑借其強大的功能和準確的仿真能力，成為低頻電磁場仿真領域不可或缺的工具，為各行業的產品研發和技術創新提供了重要的技術支持。
