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提升自動(dòng)駕駛電動(dòng)汽車 熱分析能力解決方案

2019-05-14 00:31:09·  來(lái)源：《自動(dòng)駕駛車輛工程》  作者：Bruce Morey  
　
解決熱管理挑戰(zhàn)對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展至關(guān)重要。西門子 PLM 的全新 Simcenter 集成模擬包可為用戶提供高度保真、簡(jiǎn)單易用的模擬解決方案。西門子PLM 的熱管理模擬
解決熱管理挑戰(zhàn)對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展至關(guān)重要。西門子 PLM 的全新 Simcenter 集成模擬包可為用戶提供高度保真、簡(jiǎn)單易用的模擬解決方案。
西門子PLM 的熱管理模擬軟件強(qiáng)調(diào)了維護(hù)數(shù)字主線的重要性。（圖片來(lái)源：SIEMENS PLM）
 
解決熱管理挑戰(zhàn)對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展至關(guān)重要。西門子 PLM 的全新 Simcenter 集成模擬包可為用戶提供高度保真、簡(jiǎn)單易用的模擬解決方案。

西門子 PLM 最近推出了一款新的 Simcenter 熱管理軟件模擬解決方案，專門用于自動(dòng)駕駛電動(dòng)汽車（AEV）開發(fā)，可以幫助工程師快速解決車輛在大功率電子設(shè)備熱管理方面的挑戰(zhàn)。

據(jù)了解，西門子在開發(fā)這款工具時(shí)專門優(yōu)化了模擬速度和易用性。汽車制造商已經(jīng)意識(shí)到，傳統(tǒng) CAE 模擬工具的確也可以滿足需求，但將模擬技術(shù)限制在少數(shù)專家手里會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)展緩慢且成本昂貴。對(duì)此，當(dāng)務(wù)之急是尋找一套可供特定自動(dòng)駕駛組件的設(shè)計(jì)與發(fā)布工程師使用的專門軟件，也就是實(shí)現(xiàn)所謂的“CAE 技術(shù)民主化”。在此背景下，西門子 PLM 的軟件模擬解決方案應(yīng)運(yùn)而生，也正是希望加速“CAE 技術(shù)民主化”的進(jìn)程。


西門子專為自動(dòng)駕駛汽車的熱管理模擬推出了全新的Simcenter 解決方案。該方案用一種易于使用的格式，結(jié)合了公司現(xiàn)有的三個(gè)解決方案，實(shí)現(xiàn)了電氣、電子和機(jī)械模擬的無(wú)縫聯(lián)通。（圖片來(lái)源：SIEMENS PLM）

綜合物理學(xué)

自動(dòng)駕駛汽車均會(huì)配備傳感器融合裝置，耗電相當(dāng)巨大，對(duì)熱管理有很高需求。事實(shí)上，功率和熱負(fù)載管理對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)也同樣重要，但對(duì)電動(dòng)汽車卻可以說(shuō)決定成?。弘姵亟M的溫度不能太低，傳感器和電子設(shè)備的溫度不能太高。對(duì)于每一丁點(diǎn)電量都非常寶貴的電動(dòng)汽車而言，對(duì)熱功率進(jìn)行有效管理可以發(fā)揮巨大作用。西門子稱，如果不進(jìn)行優(yōu)化，光是車載電子元件耗電就會(huì)砍掉車輛 35% 的續(xù)航里程。

西門子的新型集成 CAE 解決方案套裝集成了 Simcenter 的三種 CAE 模擬工具，分別為用于三維熱傳分析的 FLOEFD、用于電機(jī)設(shè)計(jì)的MotorSolve，及用于電傳動(dòng)系統(tǒng)熱能管理的 Flomaster，達(dá)到了讓這三種工具相互聯(lián)通的目的。僅此一套工具不僅可以模擬組件的熱動(dòng)力系統(tǒng)和電傳動(dòng)系統(tǒng)性能，還能在“電機(jī)性能模擬”和“電氣和熱管理系統(tǒng)模擬”之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)通。

FloEFDCFD 是一款功能完整的三維流體流動(dòng)和熱傳分析工具，可提供多孔介質(zhì)、印刷電路板和 LED 等多種工程模型，還集成了電子元件冷卻模塊，可以對(duì)圍繞熱管理對(duì)電子元件進(jìn)行精密建模。此外，該工具還可提供針對(duì)電動(dòng)汽車電池的“電化學(xué)—熱模擬”功能。據(jù)西門子稱，目前，F(xiàn)loEFD CFD 工具已經(jīng)集成至克里歐（Creo）、CATIA V5、Siemens NX、Solid Edge 等多個(gè)主流 MCAD 系統(tǒng)。

MotorSolve是一款專門的電機(jī)設(shè)計(jì)和分析軟件，可以基于有限元分析、自動(dòng)網(wǎng)格細(xì)化、后處理技術(shù)及儲(chǔ)備領(lǐng)域知識(shí)，計(jì)算設(shè)計(jì)人員希望了解的設(shè)計(jì)參數(shù)，適用于無(wú)刷直流電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)和有刷直流電機(jī)等。

Flomaster是一款一維求解器，適用于熱流體等可以進(jìn)行一維建模的系統(tǒng)。為了提高模擬精度，工程人員可以先使用之前提到的 FLOEFD 對(duì)單個(gè)組件進(jìn)行三維建模，然后將這些模型導(dǎo)入 Flomaster 進(jìn)行系統(tǒng)性的一維模擬。西門子 PLM 的 MAD 汽車經(jīng)理 PuneetSinha 表示，“我們的一維和三維 CFD 解決方案是相互聯(lián)通的。”
 
給工程師使用

Simcenter熱管理軟件模擬軟件的預(yù)期用戶是主流汽車工程師。Sinha 認(rèn)為，新軟件采用了模擬自動(dòng)化、內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)模型表示等手段，易用性大大提高。

Sinha 表示，“電氣、電子和機(jī)械領(lǐng)域存在千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。”這套軟件首發(fā)時(shí)還會(huì)增加優(yōu)化設(shè)計(jì)和創(chuàng)成設(shè)計(jì)的功能，且這些功能還會(huì)在后續(xù)發(fā)布中逐步增強(qiáng)。

Sinha 表示，這種組合套件特別適合為傳動(dòng)系統(tǒng)、處理器和傳感器生成熱管理模擬“數(shù)字模型”，而這些技術(shù)正是下一代自動(dòng)駕駛汽車的關(guān)鍵使能技術(shù)。這樣一來(lái)，西門子軟件在自動(dòng)駕駛汽車研發(fā)中可以發(fā)揮的作用不言而喻。未來(lái)，西門子將在這套工具的基礎(chǔ)上繼續(xù)推動(dòng)“CAE 技術(shù)民主化”，也就是提供可以給非專家人士使用的 CAE 工具。這也意味著，未來(lái)，西門子 FLOEFD 用戶在使用工具時(shí)不再需要了解各種 CFD 復(fù)雜參數(shù)，比如網(wǎng)格創(chuàng)建、層流或湍流模型的選擇等。
 
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