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資料目錄

1. 推動汽車電動化工程創新

2. 牽引電機設計

3. 電動車系統的生成式設計

4. 電動和無人駕駛車輛對售后維修及維護的影響

5. 車輛電氣電子架構設計的實際考量因素

6. 在一個模型驅動的開發流中在MIL—SIL—HIL中重用測試結果

7. 如何更精準的預測汽車動力電子的現場可靠性

資料介紹

推動汽車電動化工程創新

電動化重塑了汽車工程過程和方法。在生產大眾市場車輛 的同時，市場參與者也感覺到了創新壓力。整個交通行業 都需要調整，交付能夠以最低可能成本提供最優行駛里 程、性能、使用壽命和車內體驗的解決方案。由于競爭激 烈，需要采用一個實時綜合數字孿生框架來連接虛擬和物 理工程，避免技術缺陷或者意外不良性能。在原型開發早 期階段通過仿真進行前期設計和優化，可以對數百種可能 架構進行虛擬驗證，從而最大程度減少在產品開發后期階 段發生代價高昂的設計變更。在各個階段將仿真與物理測 試方法結合，可以在系統存在之前對其進行高級驗證。 

本白皮書討論了電動車性能工程的以下幾個方面： 

? 如何用混合動力和電動車的數字孿生對電動動力系統部 件（蓄電池、電機和動力電子部件）的各個設計選項進 行虛擬評估和探討，以選擇滿足全球系統性能要求的組 合

 ? 制造商如何在集成階段平衡各項性能屬性 – 噪聲、振動 和聲振粗糙度（NVH）、可駕駛性、里程、安全性、空 氣動力學以及熱和能源管理，并且以物理方式驗證各項 部件和架構選擇

 ? 集成仿真測試解決方案如何幫助原始設備制造商(OEM) 及供應商加快產品設計過程，同時同步優化車輛自主性 以及與汽車相關的其它大趨勢

牽引電機設計

本白皮書討論了混合動力和電動車（xEV）行業牽引電機端到端設計過程的工 程、仿真和計算挑戰，從上述各個方面討論了一個典型的 V 循環（從設計構 思到原型創建）。關鍵工程目標包括開發高功率密度、高效率、容錯、牢固和 低成本的電機。用現代仿真工具實施一個新穎的集成式設計開發工作流，將在 實現這些目標方面起到中心作用。在本白皮書中，我們討論了嵌入能夠應對當 前及未來牽引電機設計挑戰的最新 Simcenter? 軟件工具套裝的核心優勢。

在本白皮書中，我們考慮了牽引機設計的當前狀態和未來方向，以及行業趨勢、挑戰和解決 方案。這些內容的相關關鍵問題如下： 

? 對開發新的改進型牽引電機的需求是否與業總體成長一 致 

? 下一代牽引電機設計工程師面臨哪些技術挑戰和機遇 

? 有哪些關鍵計算和仿真解決方案能夠幫助現在的設計師 應對未來的工程挑戰

電動車系統的生成式設計

電動車被普遍認為是個人出行和交通的未來。新的電動車 制造商紛紛涌入市場，而老牌 OEM 廠商為了保持領先地 位，也增加了對電動車計劃的投資。所有這些制造商都將 在開發過程中面臨嚴峻挑戰。汽車電氣電子系統正變得越 來越復雜，從而大大增加了現在汽車設計任務的困難度。 信息娛樂、舒適性和便利性特征甚至重要的安全和排放系 統（比如轉向和節流控制）都通過電動計算機、執行器和 傳感器來實現。 

由于車內每個系統都采用電力驅動，因此電動車只會進一 步增加這一挑戰。 隨著系統數量的增加，作為車輛動力來源的電池承受的載 荷也會增加，這包括向汽車驅動電機輸送電力的超高壓傳 輸線。這些電線需要附加設計指引，以確保捆綁和線路正 確。為了成功，電動車制造商需要將所有這些特征集成到 一個安全、可靠、高質量的包中。 

使這一挑戰變得更加嚴峻的是，電動車要求進行廣泛的測 試和驗證，以確保車輛安全，同時使車輛的行駛里程和性 能最大化。為了保持競爭力，制造商需要將通過仿真和實 際測試 Manufacture 獲得的經驗融合到電動車設計中。

電動和無人駕駛車輛對售后維修及維護的影響

汽車行業的電氣化和自主化趨勢將對車輛工程、制造和維 修產生廣泛影響。電動和無人駕駛車對售后維修環境產生 的第一個重大影響來自從車內復雜機械系統向電氣系統的 過渡。由于內燃機的存在，目前的車輛多為機械型。不過， 隨著市場對電動動力系統的需求持續增加，車輛的機械推 進方式將很快過時，內燃機將被復雜度相對較低、維修少 很多的電機取代。

電動和無人駕駛車輛為維修環境帶來了獨一無二的復雜挑 戰，可能需要特殊培訓或定制過程來管理這些挑戰。維修 技師需要新的技術和專門知識來有效、安全地診斷和修理 電動和無人駕駛車輛。

車輛電氣電子架構設計的實際考量因素

本白皮書描述了與開發當今復雜、高度連接的道路車和越野車電氣電子架構相 關的挑戰和考量因素，討論了必須考慮的彼此依存的設計目標，以及可用于減 少與解決這些復雜性相關風險和時間的技術。 在定義了電氣電子架構之后，將需求融入到功能軟件設計、網絡設計以及軟件 實施和驗證之中。本白皮書詳細討論了這些開發工作流中的一個。我們將討論 在定義這些需求之后如何將其實施，以及技術如何協助確保及時、準確實現這 一目標。

在本白皮書中，我們將分析這些相互依存 的要求，討論可以在每個階段協助工程師的設計技術。 這些要求包括：

? 拓撲 

? 功能安全 

? 網絡安全

? 動力模式 

? 處理器、網絡和網關加載 

? 部件與軟件重用

在一個模型驅動的開發流中在MIL—SIL—HIL中重用測試結果

部署安全的汽車級嵌入式軟件非常復雜，需要大量驗證工作，并且隨著先進駕 駛員輔助系統（ADAS）、自動駕駛系統（ADS）和無人駕駛車輛（AV）等先進 技術的采用，這些驗證工作量越來越大。為了應對這些挑戰，不同提供商紛紛 不斷向汽車行業推出不同的專業軟件工具，而這些工具必須協同工作。為了準 時在預算內提供合格產品，在各個汽車項目執行過程中開發的驗證軟件套裝需 要能夠重用。

如何更精準的預測汽車動力電子的現場可靠性

若你的公司制造飛機、火車、汽車、醫療器械、計算機和 通信系統，或者是一家大型電子設備供應商，你的產品在 現場的可靠性對業務成功至關重要。隨著電動和混合動力 車輛市場不斷擴大，給動力裝置使用壽命性能帶來的壓力 也與日俱增。

在產品發運之前難以預測實際現場可靠性， 原因有二：其一，個別零件可靠性測試數據有限；其二， 對足夠數量的零件進行加速測試所需的試驗不僅耗時，而 且成本高昂。這以情況不利于引入新的電子設備、動力裝 置和 PCB，并且放慢了新技術（比如二氧化硅（SiC）等 寬帶隙設備）的采用速度。 

除此之外，我們還發現，由于熱模型無法足夠準確地預測 一個行駛循環中的接點溫升，因此不能將實驗室測試數據 外推到現場。本白皮書，我們詳細討論了這些問題，以及 Simcenter 的兩項最新創新如何幫助解決這些問題。

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