Motor-CAD—新能源驅(qū)動電機快速設(shè)計與優(yōu)化工具

Motor-CAD作為一款專業(yè)的電機設(shè)計驗證工具，有著豐富的專業(yè)的電機模型庫，能夠輔助工程師實現(xiàn)電機快速參數(shù)化設(shè)計、多場耦合仿真性能評估與設(shè)計參數(shù)優(yōu)化。同時，Motor-CAD集成在ANSYS產(chǎn)品體系解決方案中，與單學科專業(yè)CAE工具、機電控系統(tǒng)仿真工具（Twin Builder）等具有便捷的交互接口，能夠?qū)崿F(xiàn)電機及相關(guān)產(chǎn)品全研發(fā)周期的性能評估和優(yōu)化，幫助用戶更好地應對現(xiàn)代電機研發(fā)高效率、寬轉(zhuǎn)速范圍、高功率密度、低噪聲、低成本等的挑戰(zhàn)。

主要功能模塊及特點

軟件共有電磁（EMag）、熱（Therm）、機械（Mech)、優(yōu)化（Opt）和虛擬實驗室（Lab）五個模塊，結(jié)合專業(yè)的前后處理功能及高效算法，可實現(xiàn)磁熱雙向耦合等分析優(yōu)化。涵蓋電機冷卻系統(tǒng)設(shè)計、循環(huán)工況效率與損耗優(yōu)化等工程問題的解決方案，是傳統(tǒng)CAE仿真求解器數(shù)倍以上效率，更適合設(shè)計工程師。

電磁分析模塊（EMag）

電機模型庫：無刷永磁（外轉(zhuǎn)子）/感性/開關(guān)磁阻/直流/同步/爪極/單相感應電機等

高效有限元算法：同時兼顧磁路法的理論深度和有限元法的高精度

參數(shù)化模型：磁鋼及定轉(zhuǎn)子/繞組/斜槽斜極

多工況(退磁/瞬態(tài)短路/負載和空載等)計算及后處理（腳本編輯和二次開發(fā)）

熱分析模塊（Therm）

各類冷卻類型及材料庫

熱路/風路自定義及熱路圖自動生成

熱網(wǎng)絡/有限元混合算法：兼顧精度和速度

穩(wěn)態(tài)溫升/瞬態(tài)溫升曲線及齒槽/永磁體/繞組端部溫度場

關(guān)鍵節(jié)點壓力/流量/溫度/熱阻及耗散熱量顯示

機械模塊（Mech）

不同轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子離心應力計算

平衡電磁設(shè)計和轉(zhuǎn)子應力設(shè)計

優(yōu)化模塊（Opt）

關(guān)聯(lián)幾何尺寸/繞組設(shè)計/驅(qū)動輸出等參數(shù)與性能分析，針對性優(yōu)化

虛擬實驗室（LAB）

集成電機控制策略（MTPA/MEPA）及整車參數(shù)

適用牽引電機等復雜驅(qū)動及自定義復雜路譜工況

評估路況負載耗電量及電機平均效率及Map圖快速計算

支持整車工況點提取，基于效率MAP圖進行電機選型匹配較佳效率區(qū)

豐富的路況圖譜：NEDC、EUDC、ECE、EUDCL、UDDS、HWY、US06、JPN10、JPN15、JPN10.15、JP08、WLTP、Artemis

主要應用及解決方案

電機快速設(shè)計與性能評估

Motor-CAD內(nèi)置了豐富的參數(shù)化電機庫（涵蓋20多年積累不同類型及冷卻形式電機模型數(shù)據(jù)），能夠?qū)崿F(xiàn)基于模板的電機快速建模。求解器集成了磁路法/熱路法/熱網(wǎng)絡法/有限元分析法/智能優(yōu)化算法，可進行磁-熱-結(jié)構(gòu)等多學科耦合下的高精度快速求解。通過后處理模塊，實現(xiàn)性能指標的直觀顯示，同時利用優(yōu)化模塊，可進行機電產(chǎn)品參數(shù)靈敏度分析及多性能目標優(yōu)化。Motor-CAD在同一軟件平臺下統(tǒng)領(lǐng)實現(xiàn)了電機的快速設(shè)計、多學科性能仿真評估、參數(shù)優(yōu)化，減少了不同軟件工具進行模型和數(shù)據(jù)傳遞的問題，有效提升設(shè)計效率。

電機匹配整車循環(huán)工況效率分析

Motor-CAD Lab中電機飽和參數(shù)模型和損耗模型，可快速計算包括效率在內(nèi)的各種Map圖，針對整車路譜工況點進行校核，同時繪制扭矩/速度特性，進一步分析在標準循環(huán)工況下電機性能的匹配情況，以及工況中瞬態(tài)溫升的校核分析。

電驅(qū)動系統(tǒng)潤滑冷卻詳細設(shè)計與驗證

Motor-CAD具有豐富的CAE接口，可結(jié)合其他專業(yè)軟件，構(gòu)建電驅(qū)動系統(tǒng)的虛擬仿真環(huán)境，共同實現(xiàn)電驅(qū)動系統(tǒng)潤滑冷卻的詳細設(shè)計與性能評估。

聯(lián)合傳動系統(tǒng)軟件Romax，完成電機及傳動機構(gòu)的各自潤滑冷卻系統(tǒng)的解耦設(shè)計，并進行電驅(qū)動潤滑冷卻系統(tǒng)損耗和溫升特性等指標仿真模擬。

耦合各專業(yè)三維有限元分析軟件，實現(xiàn)電驅(qū)動潤滑冷卻方案的精細化評估。無縫集成電磁模塊Maxwell、熱模塊AEDT Thermal，流體模塊Fluent，進一步實現(xiàn)電機冷卻系統(tǒng)的溫度場三維仿真和精確量化。

基于臺架測試數(shù)據(jù)，對上述模型精度進行評估和標定?；跇硕ê蟮哪Ｐ?，開展參數(shù)靈敏度分析和魯棒性分析，充分考慮各類加工、裝配誤差等產(chǎn)生的影響，確保潤滑冷卻方案的可靠性。

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