成功案例丨新一代热管理：预测并降低热风险，避免代价高昂的过度设计和组件故障

案例简介

电力电子与电能解决方案领域的全球领导者 Myway Plus 公司面临一项关键挑战：需将 Altair 热管理仿真结果与罗姆公司（Rohm Co. Ltd）碳化硅（SiC）逆变器的实测数据进行对标验证。该项目旨在通过 Myway 自主采集的物理测试数据，系统评估 Altair 仿真解决方案的精确性。结果显示，Altair PSIM 与 Altair SimLab 为复杂逆变器系统开发提供了高效的热管理解决方案。采用 Altair 方案，企业能够在设计初期识别过热等潜在问题，从而显著缩短设计周期、提升产品安全性，并预防后续制造环节的问题。

“Altair 的 PSIM-SimLab 一体化工作流可显著提升仿真精度，助力企业打造集高性能、低成本、短周期与高安全性于一体的最优逆变器设计方案。此外，该解决方案部署便捷、操作直观，无论是电力电子工程师还是热分析工程师皆可轻松驾驭。

—— Myway 公司系统部门总监

山岸宽（Kan Yamagishi）”

关于客户

Myway Plus 公司总部位于日本神奈川县横滨市，是电力电子与电能解决方案领域的全球领导者。公司专注于电机评估、电力电子及能源管理系统三大核心领域，为各行业提供创新环保的技术解决方案。通过定制化的硬件与软件集成方案，Myway 助力客户实现更高效、更可持续的运营模式。作为 Altair 在日本的长期战略合作伙伴，Myway 持续突破可再生能源电力应用的技术边界。

面临的挑战

Myway 面临一项关键挑战：需将 Altair 热管理仿真结果与罗姆公司（Rohm Co. Ltd）碳化硅（SiC）逆变器的实测数据进行对标验证。该项目旨在通过 Myway 自主采集的物理测试数据，系统评估 Altair 仿真解决方案的精确性。

作为电动汽车充电与能源管理的核心部件，逆变器的热管理性能直接关乎系统安全。若散热设计不当，可能导致热失控等严重问题，进而危及车辆关键组件、电池组及整体安全性。

要实现有效的热管理，必须攻克两大技术难点：

• 损耗功率精准计算：建立与温度相关的功率模块热损耗模型。

• 散热路径优化设计：针对逆变器复杂几何结构，合理规划气流组织与导热路径。

若 Altair 解决方案能成功突破这些技术瓶颈——即仿真数据与物理测试高度吻合——Myway 即可确认其精确性。这将推动该解决方案集成至 Myway 新一代逆变器开发体系，从而在设计初期规避过度设计带来的成本浪费，并有效预防系统故障风险。

Altair 解决方案

Altair 工程师采用 Altair HyperWorks 先进的热管理与电力电子仿真解决方案，对罗姆 SiC 逆变器模型进行分析。该方法包括建立逆变器系统的高保真模型，运行详细仿真，并将结果与物理数据进行比较。

具体而言，团队使用 Altair SimLab 和 Altair PSIM 计算逆变器内部的功率损耗和温度分布。该工作流程解决了 SiC 模块的散热问题，以及基于环境温度的热量变化问题——这些因素使得热行为预测变得困难。（图 1）

图 1 SimLab-PSIM 协同仿真工作流

（逆变器内部功率损耗与温度分布计算）

Altair 的双向工作流程通过以下方式解决问题：

• PSIM 计算 SiC 模块的散热，考虑元件温度因素。

• SimLab 根据 PSIM 计算的散热量，模拟气流、热传递和温度分布。

为进行实际验证，Myway 工程师在散热器上靠近 SiC 模块的位置安装了热电偶，并测量温升（图 2）。采用完整的计算流体力学（CFD）分析来捕捉散热器周围的气流和共轭热传递。

图 2：基于 20℃环境温度的散热器温升测量

（配置三组热电偶监测点）

由于准确的功率损耗未知，工程师使用 PSIM 进行仿真并提取器件的实际损耗，本案例中考虑的频率为 40kHz，电压为 800V。首次迭代假设外壳温度为 60℃。PSIM 计算的散热量输入到 SimLab 中以预测温度分布。这个迭代过程确保了仿真结果与实际结果高度吻合。

关键结果

Altair HyperWorks 高精度热管理解决方案为 Myway 提供了逆变器功率损耗与温度分布的精准计算。通过 PSIM-SimLab 协同仿真流程，仿真结果与实测数据高度吻合，为缩短研发周期提供了关键洞见。

相较于传统方法——粗略的热损耗估算导致温度预测偏差，进而引发过度设计或热失效风险——Myway 证实 Altair 解决方案具有卓越的准确性，既能避免昂贵的过度设计，又能减少逆变器设计周期中的物理样机需求。

结论明确：PSIM 与 SimLab 为复杂逆变器系统开发提供了高效的热管理解决方案。采用 Altair 方案，企业能够在设计初期识别过热等潜在问题，从而显著缩短设计周期、提升产品安全性，并预防后续制造环节的问题。

Altair 是计算智能领域的全球领导者之一，在仿真、高性能计算 (HPC) 和人工智能等领域提供软件和云解决方案。Altair 能使跨越广泛行业的企业们在连接的世界中更高效地竞争，并创造更可持续的未来。Altair 服务于 16000 多家全球企业，应用行业包括汽车、消费电子、航空航天、能源、机车车辆、造船、国防军工、金融、零售等。

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