新能源汽车车载充电机仿真技术，实验误差 5% 以内

快速创新和创造现代产品是当务之急。在过去十年中，汽车行业经历了从内燃机汽车到电动汽车（EV）的快速转型。目前，主要的一级汽车制造商和原始设备制造商都将电动汽车作为优先发展方向。

电动汽车有多种组件，如车载充电机（ON-BOARD CHARGERS）、DC-DC 转换器和车辆管理系统。这些产品最具挑战性的部分是其热管理。这些产品的紧凑尺寸和低功率也增加了额外的障碍。由于这些限制，必须对元件进行设计，使其具有最佳的热性能和机械性能。

主要看点

行业：

汽车零部件制造业

挑战：

电动汽车有多种组件，这些产品最具挑战性的部分是其热管理。必须对元件进行设计，使其具有最佳的热性能和机械性能。

此外，在设计印刷电路板（PCB）模型时会遇到许多挑战，包括元件布局、热管理和元件的冷却需求。设计人员必须考虑所有这些因素，并确保产品的耐用性和低维护率。

Altair 解决方案：

Altair 向 UNO MINDA 团队介绍了 SimLab，为上述挑战提供了全面的解决方案。SimLab 采用创新方法，且提供各种网格划分策略。

此外，Altair^® PollEx™ 是一种 PCB 设计和验证工具，可捕获迹线信息并将其用于特定的 PCB 级仿真，对于获得准确的机电分析结果至关重要。

优点：

通过 Altair 仿真的结果， UNO MINDA 能够改进其设计。在比较了实际物理测试和 CAE 模拟的结果后，UNO MINDA 发现偏差为 10%。这些结果有助于他们进一步改进设计，将偏差降至 5%以下。

客户简介

UNO MINDA 是全球领先的汽车零部件制造和供应企业。该集团创立于 1958 年，如今已成为向原始设备制造商 (OEM) 和一级汽车制造商提供专有汽车解决方案的领先企业之一。UNO MINDA 在印度、南亚、南美、欧洲和东盟地区拥有多家制造工厂和研发中心。

面临的挑战

► 数字化仿真在 UNO MINDA 产品创新中的作用

如果针对每个设计制作物理样件耗时且增加最终产品成本。而数字化仿真可以让团队更快地测试各种设计。这加快了产品设计流程，同时也推动了创新。UNO MINDA 利用 Altair^® SimLab^® 进行热管理，通过执行不同的实验设计（DoEs）来进行模拟。他们还进行多次敏感度分析。分析完所有数据后，他们会从往往超过 100 个 DoE 的列表中选出最佳的几个设计。然后再对这些精选的设计进行进一步验证和测试，以确定最终选择。

► UNO MINDA 产品开发的主要挑战

UNO MINDA 使用 SimLab 设计车载充电机，该充电机用于为电动汽车的电池充电。车载充电机的主要要求是结构紧凑并能在短时间内加速充电过程。然而，如何在保持紧凑尺寸和缩短充电时间的同时获得最佳热管理是一项非常复杂的要求。这些要求之所以复杂，是因为在设计高功率密度产品时，还必须优化其他因素，如信号完整性、电源完整性和电磁兼容性（EMI）和电磁干扰（EMC）。所有这些都必须在确保采用电热方法、确保热性能和电气性能以及保持结构刚度的同时加以管理。

Altair 解决方案

Altair 向 UNO MINDA 团队介绍了 SimLab，为上述挑战提供了全面的解决方案。SimLab 采用创新方法，且提供各种网格划分策略。此外，Altair^® PollEx™ 是一种 PCB 设计和验证工具，可捕获迹线信息并将其用于特定的 PCB 级仿真，对于获得准确的机电分析结果至关重要。

车载充电机的 3D 设计

车载充电机散热器的温度分布

SimLab 在热测试中也很有用，它使 UNO MINDA 能够识别关键传热路径和 PCB 热点，同时还能获得精确的温度和热通量云图仿真结果。"UNO MINDA 高级主要负责人 Shantaram Jadhav 说："利用 SimLab 识别热点使我们能够改进从 PCB 元件到周围环境的热传导路

关键结果

20%

车载充电机减重比例

50%

实验次数减少比例

UNO MINDA 设计车载充电机的主要目标是管理热传导并保持低温。通过 SimLab，他们能够检查不同组件和装配层的温度分布。他们还可以观察温度梯度并分析整个产品主体的温度分布。

因此，UNO MINDA 从这一分析中获得了关键信息，例如确定了涉及厚度、热导率和冷却系统的关键热传导路径。这些结果使 UNO MINDA 能够改进其设计。在比较了实际物理测试和 CAE 模拟的结果后，UNO MINDA 发现偏差为 10%。这些结果有助于他们进一步改进设计，将偏差降至 5%以下。

► UNO MINDA 使用 Altair 软件的未来计划

现代产品具有复杂、多方面的要求。未来，UNO MINDA 希望使用多种 Altair 工具来考虑各种因素，如 Altair^® Feko^®和 Altair^® Flux^®分别用于高频和低频电磁分析，Altair^® MotionSolve^®用于多体动力学分析，PollEx 用于 PCB 级热分析。

在系统级仿真中，当 UNO MINDA 选择 EMI/EMC 等电气电路工具、热管理工具和机械结构性能工具时，他们希望将所有这些要求整合在一起，以获得实时或虚拟仿真性能。

“ SimLab 可以在一个平台集成所有这些不同工具，就像系统级仿真一样，UNO MINDA 期待着在未来将这种功能纳入使用。

——  UNO MINDA 高级首席领导

Shantaram Jadhav ”

关于 Altair RapidMiner

Altair RapidMiner 数据分析与人工智能平台，是数据分析领域中最早实现将自动化数据科学、文本分析、自动特征工程和深度学习等多种功能同时集成的企业级一站式数据科学平台，帮助用户解决从数据清洗、准备、数据科学建模到模型管理和部署的全流程需求，同时支持数据和流数据的实时分析可视化，适用于从学术研究到企业级应用的广泛场景。

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