汽車電子水泵的案例
自主CAE|基于PERA SIM Fluid的汽車電子水泵分析
摘要：本文基于PERA SIM Fluid 通用流體仿真軟件建立了汽車電子水泵仿真的過程，從導入幾何模型開始，到劃分多面體網格、對葉輪及蝸殼壁面進行邊界層控制，在物理模型設置中賦予材料參數及選擇合理的湍流模型、賦予計算域參考坐標系和轉速，在邊界條件中定義進出口類型，并給定參數、匹配好交界面后，進行求解方法的控制和輸出參數的監控，最終得到關注的性能結果，并通過云圖、矢量圖、流線等方式對仿真結果進行可視化分析，實現了汽車電子水泵的三維仿真。本文的工作對泵水力性能設計和優化具有一定的指導意義。
關鍵詞：汽車電子水泵；仿真；水力性能
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2.引言
隨著新能源汽車的快速發展，未來在節能減排、電動化等大背景及新趨勢下，電子水泵行業將迎來快速提升期。電子水泵作為汽車發動機能量轉換的核心部件之一，需具備汽車能運行于所有工況下的可靠性。目前，整車企業仍然是以國外品牌為主，國內汽車水泵的效率在設計工況下通常低于在汽車實際運行中，以城市工況為主，運行轉速較低，無法達到設計工況，其運行效率更低，因此，對現有水泵進行優化設計，以提高水泵效率顯得尤為重要。
優良的泵產品除了需滿足流量、揚程、汽蝕等性能要求外，還要求具備高可靠性、高效率等特點，能夠滿足裝置長周期安全運轉要求。本文基于PERA SIM Fluid 仿真軟件完成了汽車電子水泵仿真過程。
展開 車用電子水泵噪聲和振動特性試驗分析
摘 要: 設計試驗方案對不同的電子水泵進行NVH試驗，在不同工況下通過數據采集系統對電子水泵的噪聲和振動信號進行記錄和分析。試驗結果表明:電子水泵徑向噪聲明顯大于軸向噪聲;試驗泵的噪聲明顯大于對標泵;在電子水泵的加速過程中，轉速波動是電子水泵產生噪聲和振動突變的主要原因。通過分析電子水泵噪聲階次圖，發現電子水泵在4500Hz頻帶處產生結構共振噪聲;在高轉速工況下，流體動力噪聲對電子水泵的噪聲貢獻量較大;在中低速工況下，電磁噪聲對于電子水泵的噪聲貢獻量較大，脈沖寬度調制是電子水泵產生電磁噪聲的主要原因。研究結論對電子水泵的設計和控制方法提出改進意見，為電子水泵減振降噪提供試驗數據和研究方向。
關鍵詞:電子水泵;噪聲;振動;試驗分析
0 前言
隨著汽車零部件電子化的發展，為滿足發動機在變轉速工況下的熱需求和提升發動機性能及燃料經濟性，電子水泵得到了越來越廣泛的應用。目前，國內研發和生產的電子水泵已經基本滿足發動機在不同運行工況下準確和及時工作的要求，但是當汽車處于自動啟停或后冷卻狀態時，發動機停止工作，電子水泵工作產生的噪聲顯得格外明顯。目前，國內在汽車電子水泵水力設計、測試系統設計和控制器研發等方面已經取得一定的進展，但在噪聲試驗方法和噪聲特性分析等方面研究較少，電子水泵的噪聲和振動產生機制尚不明確。
本文作者在勻速工況和加速工況下對電子水泵的進行NVH(Noise Vibration Harshness)試驗，基于電子水泵在實際工作過程中噪聲和振動的試驗結果，對噪聲和振動產生機制進行分析，為后續減振降噪的方法研究和產品設計奠定基礎。
1 噪聲和振動試驗
1.1 試驗對象
汽車電子水泵屬于離心泵的一種，泵軸直接與電機相連，通過電子控制器或驅動電路控制定子繞組的勵磁來控制電機的運行。
展開 【汽車水泵知識】
在汽車發動機的缸體里，有多條供冷卻水循環的水道，與置于汽車前部的散熱器(俗稱水箱)通過水管相連接，構成一個大的水循環系統，在發動機的上出水口，裝有一個水泵，通過風扇皮帶來帶動，把發動機缸體水道內的熱水泵出，把冷水泵入。在水泵的旁邊還有一個節溫器，汽車剛發動時(冷車)時，不打開，使冷卻水不經過水箱，只在發動機內循環(俗稱小循環)，待發動機的溫度達到95度以上時，就打開，發動機內的熱水被泵入水箱，汽車前行時的冷風吹過水箱，帶走熱量。
基本信息
結構
汽車發動機廣泛采用離心式水泵。其基本結構由水泵殼體、連接盤或皮帶輪、水泵軸及軸承或軸連軸承、水泵葉輪和水封裝置等零件構成，是汽車的主要組成部分。汽車微型水泵
工作原理
發動機通過皮帶輪帶動水泵軸承及葉輪轉動，水泵中的冷卻液被葉輪帶動一起旋轉，在離心力的作用下被甩汽車防凍液循環水泵向水泵殼體的邊緣，同時產生一定的壓力，然后從出水道或水管流出。葉輪的中心處由于冷卻液被甩出而壓力降低，水箱中的冷卻液在水泵進口與葉輪中心的壓差作用下經水管被吸入葉輪中，實現冷卻液的往復循環。
支撐水泵軸的軸承用潤滑脂潤滑，因此要防止冷卻液泄漏到潤滑脂造成潤滑脂乳化，同時還要防止潤滑脂的泄漏。水泵防止泄漏的密封措施有水封和密封墊。水封動密封環與軸通過過盈配合裝在葉輪與軸承之間，水封靜密封座緊緊的壓裝在水泵的殼體上，從而達到密封冷卻液的目的。
水泵殼體通過密封墊與發動機相連，并支撐著軸承等運動部件。水泵殼體上還有泄水孔，位于水封與軸承之間。一旦有冷卻液漏過水封，可從泄水孔泄出，以防止冷卻液進入軸承腔而破壞軸承潤滑并導致部件銹蝕。如果發動機停止后仍有冷卻液漏出，則表明水封已經損壞。
其他信息
水泵驅動
一般由發動機的曲軸通過V帶驅動。
展開 汽車電子資料領取 | 電動汽車的輪轂馬達及驅動電子設備
對于單個安裝在底盤上的馬達，電子驅動器必須提供全部車輛功率，可能高達數百千瓦，因此在 IGBT 和 SiC MOSFET 之間進行選擇并不是一件容易的事，IGBT 通常可提供最高額定電流。
總結
電動汽車中的輪轂馬達技術具有深厚的歷史淵源，并且隨著馬達和驅動技術進步，它們已成為替代底盤安裝馬達的可行方案，同時在燃油經濟性、續航里程和駕駛體驗等方面都具有優勢。隨著汽車逐步走向自動駕駛，輪轂馬達技術能夠幫助節省駕駛室空間，從而使汽車更多地成為“工作間”，人們可以更自由自在地在其中工作和放松。
參考文獻
[1]https://www.greencarcongress.com/2008/12/michelin-to-com.html
[2]https://www.nissan-global.com/EN/ZEROEMISSION/HISTORY/BLADEGLIDER/
[3]https://www.proteanelectric.com/
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展開 
電子技術引領汽車智能新浪潮，盡在AUTO TECH 2025廣州國際汽車電子技術盛會
電子技術引領汽車智能新浪潮，盡在AUTO TECH 2025廣州國際汽車電子技術盛會
隨著科技的持續進步，汽車電子行業正迎來深刻的轉型。這一變革的顯著特征是從傳統的機械控制方式逐漸過渡到智能化和網聯化的管理系統。這種轉變不僅提升了汽車電子產品的技術復雜性，還極大地豐富了其創新性和功能性。在這個過程中，產品開發的質量和效率變得尤為關鍵，它們直接決定了企業在激烈競爭環境中的市場地位和商業成功。
面對快速變化的市場需求，汽車電子行業在產品開發過程中遇到了多方面的挑戰。其中，信息孤島是一個顯著的問題。由于產品開發涉及多個部門和多種技能，信息在不同團隊之間的流通經常受阻，導致資源浪費和效率低下。
為了順應這一市場趨勢，同時為智能化發展注入更多動能，第十二屆廣州國際汽車電子技術展覽會將于2025年11月20日至22日在廣州保利世貿博覽館盛大召開，此展會是關于各種汽車電子解決方案的展，匯集了諸如車載系統、電子元件、材料、軟件、制造設備及測試技術等各種汽車電子技術，能夠幫您迅速擴展業務。并與汽車軟件與安全技術展、新能源汽車技術展、智能座艙技術展、汽車內外飾技術展以及汽車測試技術展等聯袂呈現；屆時將匯集全球500多家領先參展商向廣大汽車工程師展示先進的汽車電子技術產品；同期組委會還將舉辦2025 汽車電子技術暨自動駕駛國際論壇活動，以汽車電子技術為主，配合適量的品牌宣傳，以確保技術論壇介紹世界范圍內最先進的、最前沿的汽車技術，為廣大汽車行業人士奉送一場“美味佳肴”。
汽車電子行業正處于一個快速發展的階段，智能化和網聯化趨勢為其帶來了巨大的機遇和挑戰。為了抓住這些機遇并應對挑戰，歡迎業界同仁踴躍報名參展由AUTO TECH 華南展組成的汽車技術相關的展覽及高峰技術論壇。
展開 電子可靠性 | 利用故障物理建模加速實現汽車電子可靠性
確保汽車電子可靠性的最佳方法是故障物理(PoF)方法，該方法通過科學（物理、化學等）解釋故障機制，并評估實際工作條件下的使用壽命。該方法的四個關鍵流程分別是設計捕獲、生命周期特征化、載荷變換和耐久性仿真可靠性分析與風險評估。
Ansys Sherlock自動設計分析軟件是一款可靠性保障工具套件，在虛擬仿真環境下運行該工具，可以確保電子設計的實際使用壽命達到產品的預期使用壽命。
可靠性是衡量產品在預期使用壽命內的客戶環境下執行特定功能的能力。可靠性必須通過設計進行保障。汽車行業傳統的可靠性設計方法，例如MIL-HDBK-2.17F等經驗預測、行業規范和“測試”可靠性，都存在嚴重的局限性。更出色的可靠性設計方法離不開基于故障物理(PoF)算法的可靠性保障軟件。
汽車電子面臨的挑戰在于，需要確保在惡劣環境下超過15萬英里的行駛里程和長達10年的使用壽命，且不能發生過高故障率。惡劣環境條件包括不同區域氣候下熱循環引起的季節性變化、電磁噪聲、振動、沖擊、溫度和濕度。
此外，電子產品現已集成到現代汽車的各個方面如圖1所示，多處有它們的身影。
圖1：現代汽車中的電子產品
傳統的汽車或產品開發流程方法使用了一系列“設計-構建-測試-整改(DBTF)”可靠性增長方法，這是一種發現和解決問題的試錯方法，然而如今，這種方法已經不夠用了。本白皮書通過汽車設計與計算機輔助工程、故障物理方法流程等方面詳細介紹如何利用故障物理建模加速實現汽車電子可靠性。本文為白皮書節選，完整內容可在文末下載。
汽車設計與計算機輔助工程
汽車行業已從虛擬計算機輔助工程(CAE)工具中收獲了顯著效益。這是將車輛評估從道路轉移到實驗室，再到利用計算機實現車輛、子系統和組件級評估的直接結果。
展開 2025北京國際汽車電子展|2025北京·雅森汽車展
時間：2025.2.21-24 地址：北京新國館二期
招展單位：上海梵翡會展有限公司
展會簡介
當前，全球新一輪科技革命和產業變革蓬勃發展，汽車與能源、交通、信息通信等領域有關技術加速融合，電動化、網聯化、智能化成為汽車產業的發展潮流和趨勢。隨著汽車與信息通信、人工智能、互聯網等產業的深度融合，智能網聯汽車進入技術快速演進、產業加快布局的新階段，并成為全球汽車產業轉型升級的主攻方向和各國科技創新的制高點。為持續推進汽車產業的發展，落實“2025年我國智能網聯汽車進入世界前列”目標，“2025北京國際汽車電子技術展覽會”將于2025年2月21日-24日在北京·新國館二期舉行，從電子技術在汽車行業的應用出發，全方位呈現從產業前瞻研發技術到應用終端的汽車電子行業全產業鏈的技術展示平臺。預計將吸引海內外眾多參展商及品牌，面向來自主機廠、Tier1/Tier2、汽車電子等領域的70,000多名技術、研發、采購決策人和專業觀眾展示創新產品及技術解決方案。
展會通過融合創新技術、"創新應用，配套技術方案落地演示、技術交流、行業高峰論壇等方式，聚焦車聯網、新能源汽車、自動駕駛、智能座艙、車載攝像頭、通訊、測試、人機交互、傳感器模組、雷達、動力電池、驅動與充電、電控系統等行業熱點，從電子技術在汽車行業的應用出發，全方位打造從產業前瞻研發到應用終端的汽車電子行業全產業鏈技術展示平臺。
展開 慧通測控汽車開關耐久測試系統：筑牢汽車電子零部件的品質防線
作為專注于智能測試解決方案的企業，北京沃華慧通測控技術有限公司的業務布局遠不止汽車開關測試。依托在測試技術、自動化控制領域的深厚積累，企業業務已覆蓋汽車電子及零部件、3C、智能家居、穿戴設備等多領域的測試服務從汽車電子零部件到全行業自動化、智能化升級，慧通測控始終以 “提供更智能的測試解決方案和服務” 為核心，憑借精準的技術把控、定制化的產品設計、全方位的服務能力，成為各行業客戶品質把控與效率提升的重要合作伙伴。
獨占50%以上汽車CIS市場，安森美強攻汽車電子
“尤其是在廠商極其關注的SiC和GaN功率器件上，安森美是全球市場現有兩家同時提供SiC和GaN產品供應商的其中一家，公司也推出了一些汽車專用的SiC二極管，并已量產。”，Lance Williams強調。他進一步指出，對于如氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)這類寬禁帶方案，安森美半導體不僅專注于多代的技術，更以所需的認證為重點，以確保成功應用于所期的市場。
其實以上兩項只是英飛凌在汽車電子業務方面的冰山一角。
Lance Williams告訴記者，自2010年以來，安森美的戰略一直聚焦于汽車功能電子化、視覺和自動駕駛、LED照明、車身和舒適、車載網絡和電源管理等重點領域。他們無論內部還是外部的投資，都集中在汽車系統上，包括了先進的混合信號、模擬和電源技術，以及業界最廣泛的封裝陣容等方面。他強調，除了工藝、產品和封裝技術，安森美還通過提供開發硬件、固件和軟件支持，大大簡便客戶的設計流程。這些動作也幫做安森美在汽車電子領域積累了良好的口碑，這部分業務也貢獻了公司三分一的營收。
在問到對汽車電子未來的看法的時候，Lance William表示，在汽車歷史上，從未有過如此多觸手可及的改變。由內燃機轉向汽車功能電子化、拯救生命的主動安全系統、輔助駕駛和終極的自動駕駛、全球CO2減排、48 V電氣化結構，乃至新進入汽車行業的國家的增長，都是對于汽車業及其供應商群和消費者令人振奮的時刻。
“安森美半導體對汽車業的未來發展感到興奮”，Lance William說。
來源：半導體行業觀察 李壽鵬
展開 聯創汽車電子：軟件定義汽車大環境下的Tier1發展之路
來源 | 燃云汽車
未來汽車電子可能的變化？
來源 |
Vehicle攻城獅
一、汽車E/E架構：分布式->域集中->中央計算機
目前的汽車有多達幾十甚至上百個電子控制單元并連接到多種總線上，平均來說，目前的汽車大約采用25個ECU，但一些高端車型已經超過100個ECU。在過去，汽車電子電氣架構一直遵循著“一個功能一個盒子”的分布式架構模式。如變速箱控制由TCU負責，發動機控制由EMS負責，雖這兩個同樣在動力域但分別由供應商提供各自的硬件和軟件。在這樣的汽車電子電氣架構形式下，每增加一個功能，就需要動相應的控制器，涉及多方的交流和維護成本，進一步增加系統的復雜性和成本。最終會導致一個規模更大且復雜的車載網絡和布線，也從另一方面影響整車的輕量化。
面對汽車功能和軟件復雜度的提升，需要對汽車E/E架構進行重構，建立更加靈活的體系架構。域控制器也是最近這些年才熱起來的，所謂的域就是將整車劃歸為不同的區，如動力域、車身域、底盤域、娛樂域等，每個域只掛載單個控制器來負責所在域的功能，減少之前一個功能、一個“盒子”的分布式E/E架構復雜的布線和集成：其實就是將多個控制器的軟件糅合進一個控制器，例如對于純電車，動力域有BMS、MCU、VCU、DCDC等控制器，將這些控制器的功能全部放在一個控制器里，并交給一方來做，不僅省了其他控制器硬件成本的錢，也由對接多方轉為對接一方，想想也美滋滋。
域控制器可大大降低控制器數量和整車布線，而多核異構芯片、Hypervisor等技術都從軟硬件方面為域控制發展和應用提供了支持。目前BOSCH等供應商都已有相應的域控制器產品，但實現真正的域集中E/E架構依然還需要很長時間，畢竟這不是一己之力才能實現的，需要OEM、供應商等共同大力合作和推進才能實現。
展開 
蔚來汽車的電子電氣架構
Part 2
傳統勢力的追擊
昨天英偉達公布了公司最新的汽車自動駕駛技術平臺“Drive Hyperion 9”，還官宣了Lucid Motors和比亞迪等電動車制造商將采用Hyperion的平臺架構，新的Drive Hyperion 9平臺將于2026年投入使用。目前英偉達在汽車圈客戶大致可以分為三類：
●造車新勢力
這些企業比較迅速包括蔚來（ET5、ET7）、小鵬（P5、P7、G9）、理想（X01）、威馬（M7）、FF、Lucid Group等。
●傳統車企
包括上汽智己、飛凡汽車，比亞迪、奔馳、捷豹路虎、沃爾沃、現代、奧迪、路特斯等。
●自動駕駛公司
包括通用Cruise、亞馬遜 Zoox、滴滴、沃爾沃商用車、Kodiak、圖森未來、智加科技、AutoX、小馬智行、文遠知行、元戎啟行等。
也就是說，我們能看到分布演進的模式，新勢力和傳統企業沒有差異，都在進行只是更快一些。
▲圖4.比亞迪的加入，進一步加速了智能汽車的競爭
它的架構總共包括汽車一連串的傳感器：車輛外部的14個攝像頭、9個雷達、3個激光雷達傳感器和20個超聲波傳感器，以及車輛內部的3個攝像頭和一個雷達。
▲圖5.英偉達的Hyperion 9
小結：我覺得電池價格上漲，一方面分化了競爭的情況，另一方面也延緩了領先者的起速的節奏——畢竟要讓所有人接受更貴的車比較難。在架構不斷變更的時代，傳統企業也在學習和改進，在沒有特別強的工程能力差異下，沒有代差的話很容易進入紅海競爭。
展開 汽車電子測試分類簡介
提到汽車電子的測試，不得不從汽車電子V模型開發流程說起：
汽車電子測試從測試層級的角度，一般分為如下幾類：1）零件測試；2）系統測試；3）整車集成測試；4）整車驗收測試。每一個層級的測試根據設計要求，又可以細分為多種測試。
1）零件測試：零件是組成汽車的基本單元，一般一輛完整的車由幾千個零件組成，所以零件測試是基礎，我們必須在零件層面做完整的測試才能交付給整車集成，這里主要針對汽車電子零件的測試進行介紹。汽車電子零件分為控制器、傳感器和執行器，如車身控制器、雨量陽光傳感器、大燈，每種零件的設計都有相應的設計流程，其測試過程也比較復雜。主要分為下面幾類：功能測試、網絡測試、電性能測試、EMC、DV/PV、軟件測試、單元測試等
2）系統測試：系統一般指的是以零件為核心，傳感器和執行器為附件組成的系統，如智能座艙系統、舒適系統、智能駕駛系統。系統測試一般分為功能測試、穩定性測試、壓力測試。
3）整車集成測試：當所有的電器零件完成測試后，集成在一起進行整車集成測試，一般分為功能測試、網絡測試、診斷測試、靜態電流測試、EMC測試、耐久測試、高低溫測試、路試等。
4）整車驗收測試：當完成整車集成測試后，會進行最后的驗收測試，主要是功能測試。驗收測試通常由公司領導、功能設計工程師、產品工程師等組成的公司層級的驗收團隊進行驗收測試。
展開 汽車電子電氣架構工程師妄語
已經有企業開始以整套域架構方案作為賣點，這些跨界的企業借助熟練的宣傳大法，一步步把汽車的大環境逐漸改造成他們期望的主戰場，給人一種汽車的未來將由這些跨界IT科技大廠主導。
只怕最后，都是給英偉達們做了嫁衣。筆者也希望各位傳統OEM，沉得住氣，深耕工藝、質量、材料基礎創新，維護好汽車企業的榮光，筆者相信大多數客戶，想要的是一個舒適安全的沙發，而不是一臺隨時可能宕機的帶著四個輪子的電腦。
理想汽車的電子電氣架構迭代
最近很多車企都開始開啟了新能源汽車大型化，在這個價格比較高比較講究品牌效應的細分市場里面，圍繞科技配置上做集中化電子電氣架構，是目前的趨勢。而理想汽車最近發布的一些信息值得做一些解讀。感謝小康給我發的PPT文件《智能汽車高算力平臺布局 -理想汽車算力和OS》。
▲圖1.通往高算力為核心的計算平臺架構迭代
Part 1
理想汽車的EE架構迭代
理想汽車的電子電氣架構目前分為三次迭代。
▲圖2.理想汽車的三種架構
LEEA1.0傳統分布式架構，也就是理想ONE上用的，這套系統迭代的方法，就是基于智能座艙控制器和ADAS控制器。
▲圖3.理想One上的系統迭代
LEEA2.0是理想L9上使用的域控制器架構，整車分為三個控制域：中央控制域（包含動力、車身和部分底盤的功能），這里主要實現的是車身控制單元（BCM）和中央網關進行融合，并且基于自動駕駛控制域（英偉達Orion*2）和智能座艙控制器（8155*2）進行開發，理想的LEEA2.0電子電氣架構里的中央域控制器如下。
▲圖4.理想L9的電子電氣架構
LEEA3.0是明年要上市的新車型（800V純電平臺）為中央計算平臺+區域控制架構，目前根據信息來看，可能按照工控主機的設計思路，把智能車控、自動駕駛，智能座艙三塊板子用PCIe連接做到一個機箱里，OneBOX結構。
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