汽车电子产品设计的CAE平台
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| 当代汽车电子产品的开发与设计在加速开发过程、降低开发成本、提高产品质量等方面广泛地受益于计算机辅助工程软件 |
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| 作者：佚名 文章来源：转载 点击数： 更新时间：2007-1-15 11:22:02 |
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当代汽车电子产品的开发与设计在加速开发过程、降低开发成本、提高产品质量等方面广泛地受益于计算机辅助工程软件(CAE)。本文以某发动机的油气控制和点火系统为例，说明Ansoft的EM工具在汽车电子与控制系统设计等诸多方面的应用，为中国汽车电子设计工程师提供新的选择。
汽车中电子成分的不断增多是因为市场对汽车产品的要求与期望的不断增加。例如，对汽车安全系统的更高要求就产生了防抱死刹车(ABS)、轨道控制系统、防滑出、防翻滚及其侧面气囊保护等措施。对更高燃油效率的要求又引入了直喷发动机系统(Direct Injection)、随换多缸系统(Displacement On Demand)、电子阀控系统(Electronic Valving)以及混合动力型汽车(Hybrid Vehicle)。这些不断增加的电子系统使汽车系统变得更为复杂，也使得这些系统的开发、设计过程变得更具有挑战性。
对日趋复杂的汽车部件及电子系统，传统的控制方法已显得力不从心。例如，传统发动机点火时序控制都是基于表格查找方法。这种方法对现代发动机来说有很多局限性，一是表格法不能将发动机的动态特征考虑进来；二是现代发动机需要控制的状态从以前的几百个到现在的上万个，这样，用表格查找的方法就很难实施，也无法再继续提高发电机的性能。随之而来，一种代替这种方法的现代控制是基本模型的控制方法(。这种方法的实施过程不太随发动机的复杂程度而变，但需要一个较准确的发动机的动态模型。另外，汽车电子器件与系统的开发方式和过程也必须加快速度、降低成本、增加质量才能满足厂家的管理目标。传统的硬件研制、测试、再研制、再测试的重复模式就显得费时、费力，成本也会相应增加。
在这样的背景下，越来越多的汽车电子厂家利用计算机辅助工程软件来加速研发过程，降低研发成本，提高产品质量。具体做法是：厂家在计算机的虚拟平台上来完成尽可能多(可高达80%到90%的工作量)的产品设计、分析工作，只是在最后一步才进行实际硬件实施。
无刷电机代替有刷电机油泵的设计实例
我们以发动机的油气控制系统为例来说明设计过程。如图1所示。首先，一个厂家决定用无刷电机来代替传统的有刷电机油泵。它可以从RMxprt软件开始，该软件中有包含无刷电机在内的13种电机和发电机模式。用户只需要输入与电机有关的设计参数，例如输入电压、功率、极数、永磁铁类型等，RMxprt就可以自动设计出一个基本的无刷电机，并计算出该电机在不同运营状态(例如空载和全载)的性能参数，例如力矩、转速和效率等。
如果用户想对以上设计的基本电机进行更进一步的分析与优化，他可以选用全功能的FEA软件。Maxwell是一套通用的用于电磁分析的FEA软件。它可以对任意的两维或三维的实体设计，其中每一物体可以有不同的包括非线性的电磁特性，进行与电磁场有关的静态或动态的性能分析。[1] [2] [3] 下一页 (中华企业文化网) |
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| 文章录入:杨爱华 责任编辑：zyp |
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