今天分享的是：2024年Simcenter电驱动系统性能开发白皮书

报告共计：51页

《2024年Simcenter电驱动系统性能开发白皮书》聚焦混合动力和电动汽车电驱动系统，探讨其设计流程中的挑战与解决方案。

1. 市场趋势与工程挑战

- 市场转型：交通运输业向电气化等方向发展，电动汽车需求增长，2030 - 2050年部分地区将逐步停售内燃机汽车。

- 技术挑战：电驱动需满足效率、功率密度等要求，面临稀土材料供应、高效电机开发、转速范围扩展、成本降低、噪音振动控制、多学科设计优化等挑战，同时还需应对产品研发周期缩短和多样化需求。

2. Simcenter解决方案

- 架构设计与评估：Simcenter Studio可创成和评估架构，如汽车电驱系统，通过与Amesim联合仿真评估性能，助力选择满足需求架构。

- 设计目标确立：依据整车需求确定电驱动部件性能指标，Simcenter Amesim用于系统级分析，考虑多种因素影响，其内置功能支持电机设计迭代评估。

- 电机设计与优化：确定电机外特性后进行迭代设计，需多方面功能支持。Simcenter SPEED和Motorsolve提供不同分析选项，涵盖多种电机类型，具备多种功能，可与其他软件协同实现全面功能。

- 电磁性能仿真：详细分析阶段进行电磁仿真，验证电机性能、优化几何形状等。Simcenter MAGNET用于电磁分析，其磁滞求解器提高铁损计算准确性，还可应对电机故障和不确定性建模。

- 结构多物理场仿真：电驱结构多物理场仿真涵盖强度、可靠性、振动噪声等方面，Simcenter 3D提供前后处理环境支持结构分析，以NVH仿真实例说明其多物理场仿真流程及优势，包括高效建模、精确求解和结构优化。

- 散热性能分析：电驱散热分析目的明确，散热方式多样，油冷是重点研究方向但存在分析难点。Simcenter采用耦合方案分析油冷电机散热，结合HEEDS优化冷却系统设计，提高计算效率。

- 电控系统散热分析：电控系统散热设计重要，面临跨学科协作、问题定位难、前处理工作量大等挑战。Simcenter Flotherm (XT)和FloEFD可应对，前者用于早期设计，后者集成于CAD软件，二者可集成EDA数据，还可输出结果用于其他分析。

- 性能集成化分析：电驱系统仿真分析从传统向集成化转变，Simcenter Amesim在集成化仿真中起关键作用，通过多案例展示其在动力性能、散热、控制器功率模块散热和NVH性能等方面的应用。

- 电控系统策略开发与验证：控制算法验证与虚拟标定利用Simcenter Amesim完成，电机控制器硬件在环测试支持多种HIL系统，相关模型可通过不同软件生成并部署。

- 振动噪声及疲劳试验验证：Simcenter Testlab提供试验解决方案，涵盖结构动力学、旋转机械、传递路径分析和疲劳耐久试验等功能，提高试验效率和质量。

- 基于模型的系统测试：市场趋势促使测试过程变革，需测试与仿真协同。Simcenter Testlab Neo实现仿真 - 测试闭环，提供多功能工具，支持设计流程中数据需求，提高系统开发周期中工具和方法一致性。

3. Simcenter产品组合：包括创成式架构设计评估、机电液热系统建模与仿真等多领域软件，提供物理测试硬件和工程服务，构成完整研发数字孪生体系。各核心产品功能各异，如Simcenter Studio用于架构设计，SPEED/Motorsolve用于电机设计和电磁场仿真等。

以下为报告节选内容