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解決熱管理挑戰對自動駕駛汽車的發展至關重要。西門子 PLM 的全新 Simcenter 集成模擬包可為用戶提供高度保真、簡單易用的模擬解決方案。

西門子PLM 的熱管理模擬軟件強調了維護數字主線的重要性。（圖片來源：SIEMENS PLM）

解決熱管理挑戰對自動駕駛汽車的發展至關重要。西門子 PLM 的全新 Simcenter 集成模擬包可為用戶提供高度保真、簡單易用的模擬解決方案。

西門子 PLM 最近推出了一款新的 Simcenter 熱管理軟件模擬解決方案，專門用于自動駕駛電動汽車（AEV）開發，可以幫助工程師快速解決車輛在大功率電子設備熱管理方面的挑戰。

據了解，西門子在開發這款工具時專門優化了模擬速度和易用性。汽車制造商已經意識到，傳統 CAE 模擬工具的確也可以滿足需求，但將模擬技術限制在少數專家手里會導致項目進展緩慢且成本昂貴。對此，當務之急是尋找一套可供特定自動駕駛組件的設計與發布工程師使用的專門軟件，也就是實現所謂的“CAE 技術民主化”。在此背景下，西門子 PLM 的軟件模擬解決方案應運而生，也正是希望加速“CAE 技術民主化”的進程。

西門子專為自動駕駛汽車的熱管理模擬推出了全新的Simcenter 解決方案。該方案用一種易于使用的格式，結合了公司現有的三個解決方案，實現了電氣、電子和機械模擬的無縫聯通。（圖片來源：SIEMENS PLM）

綜合物理學

自動駕駛汽車均會配備傳感器融合裝置，耗電相當巨大，對熱管理有很高需求。事實上，功率和熱負載管理對內燃發動機也同樣重要，但對電動汽車卻可以說決定成敗：電池組的溫度不能太低，傳感器和電子設備的溫度不能太高。對于每一丁點電量都非常寶貴的電動汽車而言，對熱功率進行有效管理可以發揮巨大作用。西門子稱，如果不進行優化，光是車載電子元件耗電就會砍掉車輛 35% 的續航里程。

西門子的新型集成 CAE 解決方案套裝集成了 Simcenter 的三種 CAE 模擬工具，分別為用于三維熱傳分析的 FLOEFD、用于電機設計的MotorSolve，及用于電傳動系統熱能管理的 Flomaster，達到了讓這三種工具相互聯通的目的。僅此一套工具不僅可以模擬組件的熱動力系統和電傳動系統性能，還能在“電機性能模擬”和“電氣和熱管理系統模擬”之間實現聯通。

FloEFDCFD 是一款功能完整的三維流體流動和熱傳分析工具，可提供多孔介質、印刷電路板和 LED 等多種工程模型，還集成了電子元件冷卻模塊，可以對圍繞熱管理對電子元件進行精密建模。此外，該工具還可提供針對電動汽車電池的“電化學—熱模擬”功能。據西門子稱，目前，FloEFD CFD 工具已經集成至克里歐（Creo）、CATIA V5、Siemens NX、Solid Edge 等多個主流 MCAD 系統。

MotorSolve是一款專門的電機設計和分析軟件，可以基于有限元分析、自動網格細化、后處理技術及儲備領域知識，計算設計人員希望了解的設計參數，適用于無刷直流電機、感應電機、開關磁阻電機和有刷直流電機等。

Flomaster是一款一維求解器，適用于熱流體等可以進行一維建模的系統。為了提高模擬精度，工程人員可以先使用之前提到的 FLOEFD 對單個組件進行三維建模，然后將這些模型導入 Flomaster 進行系統性的一維模擬。西門子 PLM 的 MAD 汽車經理 PuneetSinha 表示，“我們的一維和三維 CFD 解決方案是相互聯通的。”

給工程師使用

Simcenter熱管理軟件模擬軟件的預期用戶是主流汽車工程師。Sinha 認為，新軟件采用了模擬自動化、內置數據庫和數據模型表示等手段，易用性大大提高。

Sinha 表示，“電氣、電子和機械領域存在千絲萬縷的聯系。”這套軟件首發時還會增加優化設計和創成設計的功能，且這些功能還會在后續發布中逐步增強。

Sinha 表示，這種組合套件特別適合為傳動系統、處理器和傳感器生成熱管理模擬“數字模型”，而這些技術正是下一代自動駕駛汽車的關鍵使能技術。這樣一來，西門子軟件在自動駕駛汽車研發中可以發揮的作用不言而喻。未來，西門子將在這套工具的基礎上繼續推動“CAE 技術民主化”，也就是提供可以給非專家人士使用的 CAE 工具。這也意味著，未來，西門子 FLOEFD 用戶在使用工具時不再需要了解各種 CFD 復雜參數，比如網格創建、層流或湍流模型的選擇等。

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