Automotivo Simulação Eletromagnética: Como Simcenter 3D Eletromagnetismo Suporta Unidade EV, EMC, Antena e Ligado de Engenharia mecânica

< de Volta à Automotivo conjunto de Ferramentas de Simulação

Resposta direta:
Automotivo simulação eletromagnética ajuda engenheiros a prever campos magnéticos, perdas, interferência eletromagnética, o desempenho da antena e acoplamento efeitos antes de protótipos físicos são construídos. No caso de Simcenter 3D Eletromagnetismo, o valor encontra-se em um conjunto de ferramentas integradas que suporta a baixa frequência do motor e a electrónica de potência análise, de alta frequência, EMC e a antena de simulação, e multiphysics fluxos de trabalho todo veículo moderno de desenvolvimento. Siemens apresenta Simcenter como um sistema integrado de CAE ambiente, abrangendo eletromagnetismo, estruturas, térmica, física e outros domínios. (Siemens Digital Indústrias De Software)

• Simcenter 3D Eletromagnetismo é melhor entendido como um automóvel eletromagnética toolchain, não autônomo solver.
• Ele cobre de baixa freqüência de casos de uso, como o e-motores, inversores, transformadores e sensores, e de alta freqüência de casos de uso como EMC, antenas, V2X, e a comunicação sem fios. (Siemens Digital Indústrias De Software)
• Sua automotivo valor é construído em torno de curtos ciclos de desenvolvimento, menor protótipo de custos e melhor qualidade do produto.
• O mais forte aplicações em veículos estão EV unidade de sistemas automotivos conformidade com EMC, antena do veículo colocação, e o carregamento sem fios / ligado-veículo de análise.
• Ele se torna mais poderoso quando vinculados a NX CAD, o Teamcenter, multiphysics simulação e automação do fluxo de trabalho. (Siemens Digital Indústrias de Software)

Veículos modernos, não sofrem de um isolado eletromagnética problema de cada vez. Um motor de tração cria força eletromagnética a ondulação e o calor. Uma comutação do inversor torna-se uma forte fonte de interferência. Um chicote de fios do fio, funciona como uma não-intencionais de acoplamento caminho. Um telhado de antena se comporta de uma maneira no espaço livre e de outra forma quando montado em um corpo real-no-branco. É por isso que automotiva equipes estão mudando de teste de diodo emissor de resolução de problemas para simulação-driven design mais cedo no ciclo de desenvolvimento.

Autor: Johnny Liu, diretor executivo de Dowway Veículo
Última atualização: 16 de Março de 2026
Principal palavra-chave: automobilística simulação eletromagnética
tipo de Artigo: Cluster página de
Indústria nota: Este artigo é escrito para engenharia e desenvolvimento de produto públicos. Final de regulamentação, certificação e cumprimento da decisão deve ainda ser verificada através aplicável, testes físicos e padrões.

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Por que o setor automotivo simulação eletromagnética tornando-se crítico em moderno veículo de desenvolvimento?

Automotivo simulação eletromagnética está a tornar-se crítico, uma vez que o veículo eléctrico ambiente está ficando mais densa, mais rápido, e mais fortemente acoplado. A mudança de eletrificação, de inteligência, de conectividade e de meios eletromagnéticos de desempenho que agora afeta não apenas a eficiência, mas também a segurança, confiabilidade, conforto, sensor de integridade e estabilidade de comunicação.

A sua fonte de relatório corretamente quadros o contexto da indústria. Veículo plataformas estão se movendo rapidamente em direção a:

• electrificação: bateria elétrica e arquiteturas híbridas
• inteligência: ADAS e avançados sistemas de controle eletrônico
• conectividade: V2X, telemática, 5G e veículo de rede
• a funcionalidade sem fios: antena denso e plataformas de carregamento sem fios cenários

Isso cria um veículo de ambiente eletromagnético que é cada vez mais:

• alta frequência
• multi-fonte
• fortemente acoplados

Na prática de engenharia de termos, o que significa que vários problemas recorrentes:

• a interferência eletromagnética de acionamento elétrico de sistemas de perturbar eletrônica de bordo
• EMC falhas em ECUs, sensores, e aproveita
• antena de desempenho de radiação alterando após a instalação no veículo
• qualidade de comunicação de cair por causa de afastamento ou de má colocação
• carregamento sem fio fugas, que deve permanecer dentro humanos-limites de segurança
• a força eletromagnética e a perda de comportamento de redução de eficiência e aumento de NVH

O modelo de desenvolvimento tradicional—conceber, executar testes, localizar problemas, modificar a estrutura, e repita—ainda tem um lugar, mas ele é muito lento e muito caro para permanecer como a principal estratégia. Siemens posições Simcenter como um sistema integrado de simulação de ambiente que ajuda a mover o desenvolvimento de produtos em direção a anterior previsão, cross-domain analysis e digital-twin-habilitado engenharia. (resources.sw.siemens.com)

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O que é o Simcenter 3D Eletromagnetismo?

Simcenter 3D Eletromagnetismo é o eletromagnetismo recurso dentro do mais amplo Simcenter 3D de simulação de plataforma. Ele é projetado para suportar eletromagnética de análise dentro do mesmo ambiente utilizado para outras disciplinas de engenharia, incluindo estruturas, análise térmica, acústica e em nível de sistema de simulação. Siemens descreve Simcenter 3D como um sistema unificado e totalmente integrado CAE ambiente complexo, multidisciplinar produto-engenharia de desempenho. (Siemens Digital Indústrias De Software)

Na engenharia automotiva, que é importante porque eletromagnética problemas raramente são independentes de:

• geometria e embalagem
• condições térmicas
• vibrações estruturais
• chicote de fios de layout
• ao nível do sistema operativo comportamento
• ciclo de vida de gerenciamento de dados

Com base no relatório, Simcenter 3D Eletromagnetismo funciona como um completo processo de automotivo R&D conjunto de ferramentas , em vez de um único propósito, campo solver. Ele suporta:

1. parte-nível de simulação para os motores, ímãs, bobinas, protegendo-estruturas, antenas, transformadores e sensores
2. subsistema de nível de análise para inversores, Ecu, chicotes de cabo, de caminhos, de comunicação e de assembléias
3. veículo-nível de avaliação para a EMC, a instalação da antena efeitos, e completa plataforma de interações eletromagnética

Isso é especialmente importante porque ele oferece suporte a um projeto–simulação–ciclo de iteração em que CAD alterações podem ser refletidas rapidamente no modelo de simulação, a redução manual de reconstrução de trabalho e permitindo uma maior engenharia de fluxo de trabalho. A Siemens também destaca a integração com a comunidade digital de engenharia do ecossistema, incluindo o Teamcenter base de dados de simulação e gerenciamento de fluxo de trabalho de conectividade entre outras Simcenter soluções. (Siemens Digital Indústrias De Software)

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Como é o Simcenter 3D Eletromagnetismo conjunto de ferramentas estruturadas?

O relatório define o conjunto de ferramentas através de um três-camada de arquitetura, e que é a melhor maneira de explicar a sua engenharia de lógica.

Camada de fundação: geometria, materiais, e pré-processamento de

Na parte inferior da pilha é o modelo de fundação. De acordo com o relatório, esta camada é baseado no NX CAD kernel e Parasolid motor de geometria, com suporte para a importação regular automotivo modelos de CAD, tais como CATIA, UG/NX, e SolidWorks.

Esta camada suporta:

• importação direta de veículo e componente CAD
• geometria simplificação
• geometria de reparação
• eletromagnética-modelo de preparação
• geração da malha

Isso soa simples, mas não é. Na real automotivo projetos, matérias-CAD é, muitas vezes, não analysis-pronto. Os engenheiros precisam remover o excesso de recursos como pequenos buracos, filetes, e menor chanfros preservando as estruturas que, na verdade, de controle eletromagnético comportamento, incluindo:

• enrolamentos
• lacunas de ar
• núcleos de ferro
• ímãs permanentes
• blindagem de recursos
• gabinete costuras
• antena irradiando estruturas

O relatório também observa que o conjunto de ferramentas inclui um automotivos material orientado para biblioteca com mais de 300 comumente usados materiais, abrangendo parâmetros, tais como:

• permeabilidade magnética
• condutividade eléctrica
• constante dielétrica

Ele também oferece suporte personalizado material de definição para correspondência real de peças automotivas, tais como núcleos, enrolamentos, materiais de blindagem, e plásticos.

Núcleo de camada de simulação: baixa-frequência e alta-frequência eletromagnética

O núcleo de camada de simulação é dividida em dois módulos principais:

• De baixa Frequência EM
• De alta Freqüência EM

Esta divisão se alinha bem com o real automotivo necessidades.

A baixa frequência do módulo centra-se em componentes, tais como:

• sistemas de acionamento elétrico
• transformadores
• sensores
• componentes eletromecânicos

Ele suporta a simulação de tipos, incluindo:

• campo magnético estático
• harmônica do campo magnético
• transitória campo magnético

A alta frequência do módulo centra-se em:

• veículo antenas
• DE EMC / EMI
• comunicação sem fio
• radiação e espalhamento
• acoplamento de comportamento em sistemas do veículo

Siemens material oficial confirma que Simcenter 3D para o eletromagnetismo integra a baixa frequência, solucionadores de problemas e uma variedade de alta frequência de problemas para a onda de propagação de fenômenos. A Siemens também destaca tempo e frequência baseada em métodos de elementos finitos e limite-elemento de capacidades, e dedicado a EMC e a conectividade de casos de uso. (Siemens Digital Indústrias De Software)

Camada de aplicação: automotiva, engenharia de soluções

A camada de aplicativo transforma a plataforma em um automóvel de fluxo de trabalho. Com base em seu relatório, ele suporta baseados em cenário de engenharia para:

• Unidade EV-sistema eletromagnético de otimização
• veículo EMC análise de conformidade
• antena otimização de layout
• carregamento sem fio de simulação eletromagnética
• ligado veículo de comunicação análise
• multiphysics fluxos de trabalho envolvendo térmica e estrutural efeitos

Esta é também onde o Simcenter 3D Eletromagnetismo torna-se relevante para a mais ampla automotiva digital de engenharia. Siemens posições Simcenter soluções de integração em torno de conexão de simulação de domínios, optimização e digital-thread fluxos de trabalho em vez de manter a CAE atrapalhada. (Siemens Digital Indústrias De Software)

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O que técnicos do núcleo capacidades tornam o conjunto de ferramentas úteis para engenheiros automotivos?

O conjunto de ferramentas se destaca porque ele combina a faixa de frequência amplitude, o solver flexibilidade, integração, multiphysics capacidade e automação em uma engenharia do ambiente.

Total-cobertura de frequência

O relatório afirma que o conjunto de ferramentas de suporte de simulação eletromagnética a partir de 1 Hz a 100 GHz,. Que é uma forma bem forte, para enquadrar a sua automotivo valor devido veículo programas abrangem tanto:

• eletromagnética de baixa freqüência de problemas , tais como motores, inversores, sensores e
• eletromagnéticas de alta freqüência de problemas , tais como antenas, V2X de comunicação, e do EMC

Que plataforma única faixa é especialmente importante em veículos modernos, onde diferentes equipes necessário estudar motor campos no mesmo programa global que também é solução de antena de montagem ou EMI problemas.

Alta precisão de simulação de algoritmos

O relatório nomes de vários métodos numéricos:

• FEM
• BEM
• FDTD

Ele também enfatiza adaptável solver escolha, dependendo do problema.

Isso é importante porque um de baixa frequência do motor de saturação de estudo e uma alta freqüência de irradiar gabinete problema não se beneficiam com exatamente o mesmo tratamento numérico. A Siemens também descreve uma carteira de empresas especializadas de ” solucionadores de problemas, abrangendo domínios do tempo e da freqüência, linear e não linear do comportamento, e ambos os elementos finitos e limite-elemento de abordagens. (Siemens Digital Indústrias De Software)

Integração perfeita com o automóvel de desenvolvimento de fluxos de trabalho

Uma grande vantagem descrito no relatório é a capacidade de se conectar a simulação diretamente para o processo de desenvolvimento. Quando o CAD alterações, os modelos de simulação podem ser atualizados sem refazer malha e reconstruir o ciclo a partir do zero. O mais amplo Siemens ecossistema também suporta a simulação de gestão de dados e conectado fluxos de trabalho através do Teamcenter e relacionadas com o Simcenter soluções de integração. (Siemens Digital Indústrias De Software)

Multiphysics acoplamento

O relatório destaca uma das mais importantes forças de engenharia da plataforma: multiphysics acoplamento.

Especificamente, ele aponta para:

• eletromagnética–térmica de acoplamento, como o enrolamento de aquecimento e o aumento de temperatura causado pelo eletromagnética perdas
• eletromagnética–estruturais de acoplamento, tais como vibração e o ruído causado pela força eletromagnética

Isto é importante porque, puramente eletromagnética resultados pode ser enganoso, se eles são separados do térmico e condições estruturais que moldam o mundo real comportamento.

Automação e personalização

O relatório observa também o suporte para a automação por meio de Jornal de arquivos e scripts com C# e Python, permitindo:

• automatizado de simulação de fluxos de trabalho
• lote de estudos
• empresa de modelos específicos de
• padronizado de processos de engenharia de

Isto é especialmente útil para empresas automotivas que precisam para executar repetidas design variantes, avaliar várias alternativas de embalagens, ou impor interno de simulação de padrões em escala. Siemens separadamente destaques automação do fluxo de trabalho de design e a exploração do espaço através de Simcenter ACOLHE e mais ampla de soluções de integração. (Siemens Digital Indústrias De Software)

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Como Simcenter 3D Eletromagnetismo apoio EV unidade de desenvolvimento de sistemas?

Simcenter 3D Eletromagnetismo suporta unidade EV-desenvolvimento do sistema permitindo detalhada análise eletromagnética do motor, inversor, e relacionados eletromecânica subsistemas início do processo de projeto. Que ajuda equipes de engenharia para otimizar a eficiência, a densidade de potência, perdas, NVH comportamento, e de compatibilidade eletromagnética antes de testes físicos.

O relatório identifica correctamente o sistema de acionamento elétrico como um componente central na nova energia de veículos. Sua eletromagnética desempenho afeta diretamente:

• a eficiência do motor
• a densidade de potência
• torque e força comportamento
• vibração e resposta acústica
• inversor EMI comportamento
• total integração do sistema de qualidade

Por que o e-drive é um sistema central eletromagnética problema

No Sve e híbridos, a unidade não é mais apenas uma fonte de energia mecânica. É um eletromagnética, térmica, estruturais e de controles problema ao mesmo tempo. O eletromagnética design da máquina de influências:

• produção de torque
• local saturação magnética
• o rotor e o estator forças
• a perda de ferro e de cobre perda de
• carga térmica
• força de onda que pode produzir ruído ou vibração

Mesmo pequenas escolhas de design—slot/pólo de combinações, ímã de geometria, liquidação topologia, corrente de excitação, ou ar-intervalo tratamento—pode mudar substancialmente o desempenho.

Típico EV unidade de simulação de fluxo de trabalho

O relatório estabelece uma prática de engenharia de fluxo de trabalho que deve ser preservada na íntegra:

1. Geometria e modelagem de pré-processamento

O motor e inversor de modelos CAD são importados para o ambiente. Engenheiros de simplificar redundante detalhes, tais como chanfros ou pequenos buracos preservando eletromagneticamente estruturas críticas, incluindo:

• enrolamentos
• o núcleo de ferro
• ímãs permanentes
• espaço de ar
• condutores de caminhos

2. Material e limite-condição de instalação

Engenheiros de selecionar parâmetros materiais da biblioteca embutida ou definir materiais personalizados para:

• materiais de núcleo
• materiais condutores
• ímãs permanentes
• isolamento
• materiais de blindagem

Condições de contorno e parâmetros de funcionamento são definidos, incluindo:

• liquidação correntes
• densidade de fluxo magnético de ímãs permanentes
• velocidade
• carga
• não-linear propriedades magnéticas
• histerese efeitos quando necessário

3. Geração da malha

O relatório enfatiza a malha adaptável, com local de refinamento de malha em regiões críticas, tais como:

• o motor de espaço de ar
• enrolamentos
• localizada campo de concentração de áreas

Isso ajuda a manter a simulação de precisão sem fazer o global computação desnecessariamente caro.

4. Resolver o programa de instalação

Dependendo da questão de design, o fluxo de trabalho pode usar:

• magnético estático de análise
• harmônica análise magnética
• transiente análise magnética

Estes resolver tipos são usados para calcular a chave de saídas, tais como:

• campo magnético de distribuição
• força eletromagnética
• a perda de ferro
• perda de cobre
• de volta a força eletromotriz
• local da densidade de fluxo de distribuição

5. Análise dos resultados e otimização do projeto de

Os resultados são visualizados e interpretados por meio de ferramentas de pós-processamento. Os engenheiros podem localizar pontos fracos, tais como:

• excessiva local da densidade de fluxo no núcleo
• grande liquidação de perda de
• irregular de intervalo de ar distribuição do fluxo de
• alta força de ondulação
• a eficiência de limitação de recursos de design

A otimização pode envolver alterações:

• slot/pólo de combinação
• enrolamento de layout
• imã permanente dimensões
• direção de magnetização
• estruturais layout da máquina

Engenharia de caso a partir do relatório de

O relatório inclui um detalhadas e valiosas exemplo. Em um EV de desenvolvimento do caso envolvendo um motor síncrono de ímã permanente, simulação revelou nonuniform intervalo de ar distribuição do fluxo que causou excessivo de força eletromagnética pulsação e NVH problemas.

O comunicado alterações de design inclui:

• alterar o slot/pólo de combinação a partir de 24 slots / 8 pólos para 36 slots / 12 pólos
• ajuste a direção de magnetização
• ajustando a espessura dos ímãs permanentes
• otimizar o enrolamento de layout

Os resultados foram:

• 35% de redução na força eletromagnética ondulação
• 4 dB(A) redução de ruído do motor
• 2.3% de melhoria na eficiência do motor

Que exemplo captura o valor do núcleo de simulação de led de e-projeto da unidade: não apenas observando o campos, mas a conversão de insight mensuráveis de melhoria de projeto.

Figura espaço reservado:
Fig. 1. Simcenter 3D Eletromagnetismo Simulação de EV do Sistema de Unidade de Campo Magnético de Distribuição (Contorno Enredo da Densidade de Fluxo)

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Como Simcenter 3D Eletromagnetismo ajudar o automóvel conformidade com EMC e de supressão de interferência?

Simcenter 3D Eletromagnetismo ajuda a que o automóvel EMC, permitindo que os engenheiros modelo irradiada e conduzida efeitos antes de formal de testes, identificar dominante acoplamento caminhos, e otimizar a blindagem, aterramento, projeto de gabinete, e o chicote de encaminhamento anteriormente no ciclo do projeto.

Isso é cada vez mais importante, porque os veículos modernos levar muitos dispositivos eletrônicos:

• ADAS sensores
• veículo de sistemas de informação e entretenimento
• V2X módulos
• telemática unidades
• câmeras
• radar
• Ecu
• TPMS módulos

Como o relatório de notas, produtos automotivos, deve satisfazer a requisitos de EMC tal como GB/T 21437 e CISPR 25. IEC estados que CISPR 25:2021 contém os limites e os procedimentos de medição para rádio distúrbios na faixa de freqüência de 150 kHz a 5,925 MHz para proteger a bordo de receptores. (webstore.iec.ch)

EMC cenários abordados no fluxo de trabalho

O relatório identifica a chave de EMC categorias:

• Irradiava de Emissão de (RE)
• Realizado de Emissões (CE)
• Irradiava a Susceptibilidade de Imunidade (RS)
• Realizada a Susceptibilidade de Imunidade (CS)

Que é uma estrutura útil, pois mostra como veículo EMC equipes de avaliar o comportamento e a vítima, e a robustez.

Automotivo típico EMC simulação de fluxo de trabalho

1. Construir um veículo ou de um subsistema eletromagnética modelo

Engenheiros de importar o veículo completo ou um relevantes subsistema, tais como:

• ECU gabinete
• módulo de sensor
• chicote de fios de fiação
• blindagem de suporte
• chassi/carroceria estruturas

O modelo deve capturar os elementos mais relevantes para o comportamento emv, especialmente:

• chicote de fios de roteamento
• blindagem de estruturas
• gabinete costuras
• caminhos de aterramento
• a proximidade entre agressores e vítimas

O relatório observa especificamente que o fio-chicote de dados gerados na Capital podem ser importados para mais precisas em 3D e encaminhamento cabo/propriedade representação. Siemens guia de solução da mesma forma, notas de cabo direto-chicote de importação de Capital de software, incluindo automática 3D caminho geração e a atribuição de cabo de propriedades para a EMC análise. (resources.sw.siemens.com)

2. Definir fontes de ruído e dispositivos sensíveis

Engenheiros especificar agressores, tais como:

• inversor
• motor
• veículo de radar
• comutação eletrônica de potência

Eles também definem dispositivos sensíveis tais como:

• Antena GPS
• câmara
• Sensor TPMS
• baixo ruído de módulos de controle

3. Executar eletromagnéticas de alta freqüência da análise

O solver é usado para calcular:

• radiação de distribuição
• acoplamento de intensidade ao longo de arreios
• nível de exposição em dispositivos sensíveis
• campo de fuga dos recintos
• a ressonância ou de emissão de picos com mais frequência

4. Otimizar o EMC medidas de mitigação

Com base nos resultados, os engenheiros podem melhorar:

• blindagem estrutura
• material de blindagem
• condutor de vedação
• cabo de espaçamento
• caminho de roteamento
• aterramento de design
• gabinete de controle de fuga

Engenharia de casos a partir do relatório de

ECU radiação-emissão de caso

Em um caso, um automóvel de ECUS excedido irradiava-limites de emissão em 100 MHz a 500 MHz faixa de freqüência. A simulação mostrou que a blindagem de desempenho foi insuficiente porque a radiação interna do PWB de fuga através do gabinete de lacunas.

O comunicado etapas de otimização inclui:

• alterando o material do invólucro do ordinário da liga de alumínio para condutores de liga de alumínio
• a adição de condutores adesiva de vedação no compartimento de lacunas
• melhorar o PCB aterramento estratégia

O resultado foi um 20 dbμv/m redução no irradiada de emissão, permitindo que a ECU para satisfazer o destino CISPR 25 requisito descrito no relatório.

TPMS de interferências imunidade caso

O relatório também descreve um pneu-sensor de pressão caso em que a simulação comparada:

• um chicote de fios sem blindagem de configuração
• um blindado do chicote de configuração

Otimizando o chicote de blindagem de design, o sensor de imunidade com uma melhora de mais de 30%.

Nestes casos importa, porque eles mostram que a EMC falhas são muitas vezes causadas por detalhes de design—lacunas, roteamento, protegendo as transições, e de aterramento—não apenas pelo resumo o campo de força.

Figura espaço reservado:
Fig. 2. Simcenter 3D Eletromagnética EMC Simulação de Veículo montado de ECUS de Emissão de Radiação (Domínio da Frequência do Espectro)

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Como Simcenter 3D Eletromagnetismo melhorar a antena do veículo layout e o desempenho da comunicação?

Simcenter 3D Eletromagnetismo melhora a antena de engenharia, permitindo que as equipes de simular o desempenho de radiação, instalação efeitos, e acoplamento eletromagnético no contexto do total de veículos. Que ajuda a otimizar a localização da antena, espaçamento e orientação antes caro veículo de nível de RF de solução de problemas começa.

Veículo antenas são centrais para:

• navegação
• telemática
• ligado serviços
• 5G de comunicação
• V2X comunicação
• a recepção de difusão por

Mas em veículos modernos, uma antena não é um autônomo de componentes de RF. Seu desempenho é formada por:

• body geometry
• vidro
• montagem de estruturas
• nas proximidades eletrônica
• outras antenas
• roteamento do cabo
• orientação de instalação

Típica antena do veículo de fluxo de trabalho

1. Criar o modelo de antena

O relatório observa que os engenheiros podem:

• importação de antena de modelos CAD
• use built-in antena de modelos como o dipolo ou patch-modelos estilo
• modelo equivalente da antena comportamento usando fonte eletromagnética representações

Relevantes antena tipos de relatório incluem:

• Antenas GPS
• 5G antenas
• V2X antenas

2. Construir o veículo completo ambiente

O todo-modelo do veículo é importado, preservando as estruturas que influenciam a radiação eletromagnética, incluindo:

• superfícies corporais
• windows
• instalado eletrônica
• nas proximidades condutores de estruturas

Não críticos geometria é simplificado para melhorar a resolver eficiência.

3. Executar alta-análise de frequência

Engenheiros de avaliar saídas, tais como:

• padrão de radiação
• ganho
• VSWR
• acoplamento de nível com outras antenas
• a interação com módulos eletrônicos nas proximidades

4. Otimizar a colocação de antena

Simulação, em seguida, guias alterações:

• localização da antena
• o espaçamento entre as antenas
• orientação
• montagem de estratégia

Engenharia de caso a partir do relatório de

A sua fonte de relatório apresenta um caso específico, envolvendo o acoplamento entre um veículo 5G de antena e uma antena GPS, o que causou um sinal de GPS fraco resistência e menor precisão de posicionamento.

A simulação mostrou que:

• o espaçamento entre as antenas foi inferior a 30 cm
• suas radiações direções sobreposta significativamente

As etapas de otimização foram:

• aumentar o espaçamento de 50 cm
• ajustar a orientação da antena

Os resultados apresentados foram:

• Redução de 40% no acoplamento eletromagnético interferência
• 15 dB de aumento na força do sinal GPS
• simulação-para-teste de desvio de menos de 3 dB

Esse último ponto é especialmente importante. Para a engenharia automotiva equipes, credibilidade depende não apenas na velocidade de simulação, mas aceitável de concordância entre a simulação e testes físicos.

O relatório também observa que a ferramenta pode simular antena de desempenho de radiação em diferentes veículos corpo atitudes, ajudando a assegurar a estabilidade do desempenho da comunicação durante real funcionamento do veículo.

Figura espaço reservado:
Fig. 3. Simcenter 3D Eletromagnetismo Simulação de Veículo montado 5G Antena Padrão de Radiação (3D gráfico Polar)

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Como o conjunto de ferramentas de suporte de carregamento sem fio e conectado veículo eletromagnético cenários?

O mesmo conjunto de ferramentas de suporte, tanto de baixa frequência do poder-problemas de transferência e alta frequência de problemas de comunicação, que é cada vez mais importante à medida que os veículos adicionar carregamento sem fio e conectado-tecnologias de veículos.

O relatório especificamente destaques de carregamento sem fio e veículo de rede / V2X como parte da mudança de automotivo ambiente eletromagnético.

Carregamento sem fio

Carregamento sem fio cria dois ligados desafios de engenharia:

• manutenção eficiente de transferência de energia electromagnética
• controlar eletromagnética de fuga para ele atende humanos-requisitos de segurança

Porque sem fio, sistemas de alimentação de gerar significativos campos electromagnéticos, os engenheiros precisam de simulação não apenas para o desempenho de transferência, mas também para a exposição e controle de fuga.

Conectado-o veículo de comunicação

Ligado veículos criar um desafio diferente. V2X, telemática, GPS, e 5G de sistemas operam em bandas de frequência onde o desempenho da antena, o corpo de efeitos, e para atrelado fortemente afecta a qualidade das comunicações.

Este é por isso um completo espectro eletromagnético conjunto de ferramentas de questões: de baixa-frequência e alta-frequência automotivo problemas são cada vez mais parte de uma mesma plataforma do programa.

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Como multiphysics acoplamento melhorar o mundo real automotivo precisão?

Multiphysics acoplamento melhora a precisão, pois eletromagnética comportamento em veículos raramente é independente da temperatura, a estrutura, a vibração, ou em nível de sistema, condições de funcionamento. Uma pura EM resultado pode ser útil, mas juntamente resultado é, geralmente, mais perto que o produto vai fazer em serviço.

O relatório chama especificamente dois acoplamento de modos.

Eletromagnética–acoplamento térmico

Isso é importante em componentes, tais como:

• motores elétricos
• enrolamentos
• eletrônica de potência
• a perda de produtores de dispositivos magnéticos

Eletromagnética gerar perdas de calor. O calor altera as propriedades do material e afeta o desempenho. O relatório menciona especificamente:

• enrolamento de aquecimento
• o aumento de temperatura causado pelo eletromagnética perdas

Que faz EM-acoplamento térmico necessário quando as decisões de projeto devem refletir a real temperatura de funcionamento, ao invés de ser o ideal, laboratório de pressupostos.

Eletromagnética–acoplamento estrutural

Isto é importante quando a força eletromagnética faz com que:

• vibração
• ruído
• deformação-efeitos relacionados em operação

O relatório, especificamente, aponta para a vibração do motor e o ruído gerado pela força eletromagnética. Isto é particularmente relevante no Sve, onde a ausência de um motor que faz elétrica-unidade de ruído mais perceptível.

Por único-física análise é muitas vezes insuficiente

Um único domínio de simulação pode perder importantes de comportamento, tais como:

• um motor de design que parece eficiente, eletromagneticamente, mas corre muito quente
• uma força padrão que provoca vibrações estruturais e acústico problemas
• um gabinete que aparece aceitável eletricamente mas fugas de uma vez os detalhes mecânicos estão incluídos

É por isso que o relatório trata multiphysics capacidade de um núcleo técnico diferencial, ao invés de incluir um secundário add-on.

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Como a automação e personalização melhorar empresa automotiva fluxos de trabalho?

A automação faz com que o conjunto de ferramentas escalável. Na indústria automotiva desenvolvimento, os engenheiros não resolver um limpo modelo acadêmico de uma vez. Eles execução repetida de estudos entre as variantes do produto, pontos de operação, opções de embalagem, e revisões de design.

O relatório de notas de apoio para:

• Diário de automação com base
• programação através de C#
• programação através de Python
• reutilizáveis personalizadas modelos
• empresa padronizados e simulação de processos

Isso é importante por várias razões:

• repetidas simulação etapas podem ser automatizadas
• lote de avaliação de variantes torna-se prático
• interno de modelagem de regras pode ser padronizado
• engenharia da qualidade torna-se mais repetitivo
• o tempo de resposta é reduzido através de linhas de produtos

A Siemens também enfatiza a automação do fluxo de trabalho e projeto de exploração em seu Simcenter integração carteira e ACOLHE a oferta, que se alinha com o relatório sobre o foco da empresa-eficiência de escala, ao invés de isolada manual de simulação. (Siemens Digital Indústrias De Software)

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Que práticas de engenharia de valor não Simcenter 3D Eletromagnetismo entregar para a indústria automotiva programas?

O relatório resume a engenharia de valor em três temas: redução de custos, melhoria da eficiência e melhoria da qualidade. quadro Que é preciso e forte para um cluster de página, porque isso traduz a capacidade técnica para o programa de nível de resultados.

1. Mais curtos ciclos de desenvolvimento

Ao mover de simulação eletromagnética no início do projeto, as equipes podem detectar problemas antes do final de etapas de validação. O relatório afirma que:

• e-unidade eletromagnética otimização de ciclos pode ser reduzido por mais de 40%
• EMC remediação de ciclos pode ser reduzido por mais de 50%

Ele também cita um DENSO caso, mostrando que integrados NX e Simcenter fluxos de trabalho com automação reduzida componente de tempo de simulação por 80%, que se alinha com a Siemens, ” nos casos em que o material de estudo. (Siemens Digital Indústrias De Software)

2. Menor custo de desenvolvimento

O relatório afirma que a simulação reduz o número de protótipos físicos, iterações de teste e reformulação dos ciclos. Ele também observa que a simulação orientada a otimização pode reduzir o consumo de material, tais como:

• otimização do núcleo motor dimensões
• reduzir desnecessárias material de blindagem de uso

O relatório estima que automotiva eletromagnética custos de p&D pode ser reduzido por 30% a 50%.

3. A melhor qualidade de produto

O relatório de laços de alta precisão da simulação para o melhor produto de resultados, incluindo:

• menor EMC taxas de falha
• maior eficiência do motor
• melhor desempenho de comunicação
• melhor NVH comportamento
• maior segurança, confiabilidade e conforto

Especificamente notas de resultados, tais como:

• a redução eletrônicos automotivos EMC de não conformidades taxas por mais de 60%
• aumentar a eficiência do motor por 2% a 5%

4. Suporte para digital de I&D transformação

Este é um dos pontos mais estratégicos no relatório. Simcenter 3D Eletromagnetismo suporte digital-twin orientada a fluxo de trabalho no qual o projeto, simulação, teste e otimização são ligados em um circuito fechado.

O relatório argumenta que isso ajuda automotivo empresas de mudança em direção a simulação-driven design e integrar eletromagnética desenvolvimento de um amplo digital de I&D de sistemas. Siemens Simcenter integração de posicionamento da mesma forma, enfatiza ligado simulação digital-thread integração multidisciplinar e fluxos de trabalho de engenharia. (Siemens Digital Indústrias De Software)

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O que deve automotivo equipes de avaliar antes de adotar um eletromagnética conjunto de ferramentas?

Automotivo equipes deve avaliar, não só o solver do poder, mas também como o conjunto de ferramentas se encaixa real de desenvolvimento de fluxos de trabalho. A questão não é simplesmente se o software pode resolver um modelo. A melhor pergunta é se ele pode apoiar a empresa real do processo de engenharia através de repetidas veículo programas.

Área De Avaliação	O que a Equipe Deve Verificar
Núcleo de casos de uso	A equipa precisa de motores, EMC, antenas, carregamento sem fio, sensores, ou completa-veículo de análise?
Integração CAD	Pode o modelo de permanecer sincronizado com a evolução do design de geometria?
Chicote de fios de fluxo de trabalho	Pode-fio-chicote de dados a ser importado e mantidos de forma eficiente?
Multiphysics	É EM-apenas o suficiente, ou são térmico e acoplamentos estruturais necessárias?
Automação	Serão repetidos estudos de benefício a partir de scripts, modelos, e de lote de fluxos de trabalho?
Validação	Pode-resultados da simulação ser comparados e calibrados com resultados de teste de forma eficiente?
Escala empresarial	Pode o fluxo de trabalho padronizado entre as equipes e as linhas de produto?

Para os fornecedores e OEMs, um dos maiores benefícios ocultos é a padronização. Uma vez que os modelos, o modelo de regras de instalação, e estruturas de comunicação são estabelecidos, de simulação eletromagnética torna-se repetitivo de engenharia de ativos, ao invés de um especialista em atividade.

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Por que são empresas automotivas deslocamento do protótipo orientado a testes para simulação baseada em design?

Empresas automotivas estão adotando simulação eletromagnética anterior porque elétrica arquiteturas tornaram-se demasiado complexa para a fase final de resolução de problemas sozinho. Sve, ligado carros, sistemas de assistência ao condutor, sem fio e funções de criar fortemente acoplados eletromagnética ambientes que são caros para depurar depois de hardware é construído.

Através da simulação anterior, as equipes de engenharia pode:

• identificar a EMI e EMC riscos antes de testar o hardware
• reduzir o protótipo de iterações
• encurtar os ciclos de desenvolvimento
• melhorar a eficiência e o desempenho da comunicação
• fazer decisões de design com o melhor de confiança

Essa mudança não é apenas um software de tendência. É uma resposta ao veículo real complexidade.

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Qual é o futuro do automóvel de simulação eletromagnética?

O relatório do futuro outlook é forte e deve ser preservada na íntegra: à medida que os veículos se tornam mais eletrificada, inteligente e conectada, seus ambientes electromagnéticos vai se tornar ainda mais complexa, o que irá aumentar a exigência para uma mais rápida, mais ampla e mais profundamente integrado de simulação.

O relatório aponta especificamente para o futuro de pressão a partir de:

• ADAS
• a prova de condução autónoma
• veículo-estrada coordenação / V2X
• mais complexo do veículo, os ambientes electromagnéticos

Ele também espera Simcenter 3D Eletromagnetismo para evoluir ainda mais em áreas como:

• AI simulação orientada a otimização
• mais profundo multiphysics acoplamento
• em grande escala completa simulação de veículos
• maior integração com a Siemens digital twin ecossistema

Que o outlook se encaixa no mais amplo sentido da Siemens comunica através de sua Simcenter carteira, onde a integração, automação e multidisciplinar de desenvolvimento são temas centrais. (Siemens Digital Indústrias De Software)

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Final de take-away

Simcenter 3D Eletromagnetismo não é apenas uma ferramenta de ponto eletromagnéticos para especialistas. No contexto da engenharia automotiva, ele funciona como um completo processo de simulação eletromagnética conjunto de ferramentas que ajuda as equipes a se mover de reativo teste preditivo de desenvolvimento.

Com base na fonte de relatório, seus principais vantagens são:

• completo eletromagnética de frequência de cobertura de baixa-freqüência da máquina comportamento de alta frequência, EMC e a antena análise
• preciso solver suporte para o complexo do veículo eletromagnético comportamento
• forte integração com CAD e digital, desenvolvimento de fluxos de trabalho
• multiphysics acoplamento para mais realista operacional-condição de simulação
• automação e personalização para escalável de engenharia de execução

Seu mais valioso aplicações automotivas incluem:

• novo-energia veículo elétrico-unidade de simulação e otimização
• veículo EMC análise e supressão de design
• antena do veículo posicionamento e comunicação de validação de desempenho
• carregamento sem fio e conectado veículo eletromagnético estudos

E a mais importante de engenharia resultados são:

• custo reduzido
• mais curtos ciclos de desenvolvimento
• maior qualidade do produto
• suporte para digital de I&D transformação

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Perguntas frequentes

1. O que a engenharia automotiva problemas podem Simcenter 3D Eletromagnetismo resolver?

Simcenter 3D Eletromagnetismo é amplamente usado para simular e otimizar eletromagnética comportamento em complexos sistemas automotivos. Engenheiros, principalmente, usá-lo para:

• motor elétrico e o gerador de design
• compatibilidade eletromagnética (EMC) e de interferências (EMI) análise
• design de antena e posicionamento para a conectividade de veículos
• eletrônica de potência e de energia-conversão de desempenho
• componente eletromecânico comportamento

Estas capacidades de ajudar os engenheiros a avaliar o nível de fenômenos eletromagnéticos e melhorar o desempenho, a eficiência e a conformidade antes de protótipos físicos são construídos. Siemens descreve Simcenter do eletromagnetismo carteira em torno de desempenho motor, de EMC/EMI, conectividade, e a onda de propagação de casos de uso, que coincide com o âmbito de aplicação resumido em seu relatório. (Siemens Digital Indústrias De Software)

2. Como Simcenter 3D Eletromagnetismo apoio elétrico do veículo propulsor de desenvolvimento?

Em EV desenvolvimento, simulação eletromagnética é fundamental, porque elétrica motorizações geram fortes campos eletromagnéticos que podem interferir com os componentes electrónicos sensíveis e também determinar o desempenho da máquina.

Simcenter permite que engenheiros:

• modelo de motores elétricos, inversores, e de eletrônica de potência
• prever eletromagnética perdas, comportamento de torque, força contra eletromotriz e eficiência
• simular eletromagnéticas de fontes de ruído produzido por inversores de comutação
• analisar as interações entre a alta-tensão motorizações e de baixa voltagem eletrônicos

Isto torna mais fácil identificar a EMI e EMC riscos precoces e reduzir os custos de redesenho durante o teste e certificação.

3. Pode Simcenter 3D Eletromagnetismo realizar tanto de baixa-frequência e alta-frequência simulações?

Sim. Um dos principais pontos fortes da plataforma é a sua capacidade de cobrir um largo espectro eletromagnético, através de solucionadores de problemas.

O conjunto de ferramentas inclui:

• de baixa frequência solucionadores para motores, transformadores, sensores e dispositivos eletromecânicos
• alta frequência de problemas para antena de radiação, comunicação sem fio, de dispersão, e a EMC
• vários métodos numéricos, tais como PDCA, limite-elemento de métodos, e a hora-/no domínio da frequência abordagens

Siemens material oficial confirma esta combinação integrada de baixa-frequência e alta-frequência eletromagnética capacidades. (Siemens Digital Indústrias De Software)

4. Como Simcenter integrar o automóvel fluxos de trabalho de desenvolvimento?

Simcenter 3D é parte da Siemens mais amplo digital de engenharia do ecossistema e se integra diretamente ligado simulação e fluxos de trabalho de engenharia. Siemens posições Simcenter 3D como um servidor de unificação de CAE ambiente e Simcenter soluções de integração como parte de uma ampla digital segmento que liga simulação de domínios e gerenciamento de dados. (Siemens Digital Indústrias De Software)

Esta integração permite que equipes:

• atualização de modelos de simulação quando CAD alterações
• ligue o componente de nível e em nível de sistema, simulações
• combinar eletromagnética análise estrutural, térmica e de fluidos de fluxos de trabalho
• suporte digital-twin-orientada para o desenvolvimento de produtos
• a automatizar e a escala de estudos de engenharia

O relatório também enfatiza a continuidade do automóvel CAD ferramentas de design, processos de PLM, e a empresa simulação de padrões.

5. Por que são empresas do sector automóvel a adoção de simulação eletromagnética mais cedo no processo de projeto?

A indústria automotiva está mudando de protótipo-driven testing para simulação de design porque eletromagnética problemas são cada vez mais caros para resolver no final do programa.

Início de simulação eletromagnética ajuda as equipes:

• identificar EMC e EMI riscos antes de testar o hardware
• reduzir o protótipo de iterações
• encurtar os ciclos de desenvolvimento
• otimizar a eficiência, NVH, e o desempenho da comunicação
• melhorar a confiabilidade de eletrônica e sistemas conectados

No Sve e inteligente conectado veículos, que os primeiros passo da simulação é cada vez mais essencial, não é opcional.

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Autor bio

Johnny Liu é o CEO na Dowway Veículo e escreve sobre engenharia automotiva, tecnologia do veículo e a simulação de led de desenvolvimento de produto. Seu foco é sobre o quão avançados de engenharia de fluxos de trabalho podem ajudar empresas automotivas melhorar o desempenho, reduzir iteração custo, e construir mais confiável elétrica e conectado veículos.

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