パワーエレクトロニクスのシミュレーションと試験

パワーエレクトロニクスのシミュレーションと試験

エンジニアは、製品のパワーモジュールのコスト、サイズ、重量、効率、および熱特性を考慮して、非常に複雑で重要なコンポーネントを構築する必要があります。パワーエレクトロニクスが故障するということは、電源、つまりシステム全体が完全に故障するということです。修理には費用がかかる可能性があり、その場ですぐに修理できるとも限らないため、長いダウンタイムが発生し、高いコストがかかります。

シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェアのシミュレーション / テストソリューションを使用すれば、エンジニアは正確な電熱シミュレーション、故障診断、および寿命テストを実行して、パワーエレクトロニクスの設計、システム統合、および信頼性の課題に対処することができます。シーメンス独自の統合シミュレーション / テストワークフローは、エンジニアリングとともに、新しいトポロジー、コスト、サイズ、重量、パワーモジュールの効率を考慮して、より堅牢な設計を実現します。

エンジニアは、製品のパワーモジュールのコスト、サイズ、重量、効率、および熱特性を考慮して、非常に複雑で重要なコンポーネントを構築する必要があります。パワーエレクトロニクスが故障するということは、電源、つまりシステム全体が完全に故障するということです。修理には費用がかかる可能性があり、その場ですぐに修理できるとも限らないため、長いダウンタイムが発生し、高いコストがかかります。

シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェアのシミュレーション / テストソリューションを使用すれば、エンジニアは正確な電熱シミュレーション、故障診断、および寿命テストを実行して、パワーエレクトロニクスの設計、システム統合、および信頼性の課題に対処することができます。シーメンス独自の統合シミュレーション / テストワークフローは、エンジニアリングとともに、新しいトポロジー、コスト、サイズ、重量、パワーモジュールの効率を考慮して、より堅牢な設計を実現します。

 パワーエレクトロニクスのシミュレーションと試験

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電気自動車およびハイブリッド車の市場は、それらを動かすデバイスの寿命と性能に大きな圧力をかけています。パワーエレクトロニクスの信頼性を確保することは簡単ではありません。第一にテストデータが限られており、第二に加速試験は時間と費用がかかるからです。

パワーエレクトロニクスは、パワーステアリングやブレーキなどの車載エレクトロニクスで主要な役割を果たします。HEV / EVでは、電動パワートレインの動作に不可欠なインバーターやコンバーター、さらには車載充電器にまで及びます。性能と信頼性を維持または改善しながらサイズとコストを削減することは、パワーエレクトロニクス・エンジニアリングの中心的な課題です。最適な基板設計と熱管理戦略が、設計エンジニアリングの鍵となります。業界ではIGBTに加えて、SiCやGaNベースのパワーエレクトロニクスなど、新たな高周波トポロジーへの関心が高まっています。こうした新しいトポロジーが基板設計、熱管理、システム性能、EMIの問題、および信頼性の懸念に及ぼす影響は、サプライヤーとOEMの両者にとって重大です。

シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェアのシミュレーション / テストソリューションは、エレクトロニクス、熱、EMI、およびパワーエレクトロニクスのシステム統合の課題に対応するサプライヤーやOEMを支援をします。データを使用したシミュレーションモデルの自動キャリブレーションが可能な統合シミュレーション / テストフレームワークにより、精度の高いエレクトロニクス熱設計を作成できます。自動化された設計最適化機能により、エンジニアは熱管理戦略と重量 / 体積の制約のバランスをとることができます。さらに、大容量のパワーサイクリングを自動実行できるため、各部品のテストにかかるコストと時間を大幅に削減して、より早い段階に高い信頼性を確立できます。

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ソリューションの機能

Engineering Services & Consulting

車両エネルギー管理、パワーモジュールテストから熱キャリブレーションに至る、複雑なエンジニアリングの課題に対処する際に、世界各地に存在する技術的知識の豊富なシーメンスのエンジニアリング専門家からサポートを受けられます。

Fluid Dynamics Simulation

CFDシミュレーションを使用して、パワーエレクトロニクスモジュールの熱管理の液冷 / 空冷の選択肢を評価、最適化して、効率的でコンパクトな軽量の製品を最小コストで実現します。

Power Electronics Field Lifetime Testing

バッテリーとモーターの間で使用するパワーエレクトロニクス・コンポーネントの熱性能と信頼性を、ドライブサイクル全体のオペレーションと同じ条件で評価するテストを実行します。

Thermal Analysis

熱シミュレーションを実行して設計サイクルの早い段階に意思決定を下し、ミッションプロファイル全体で、パワーエレクトロニクスモジュールの重要なパワー半導体のジャンクション温度変化を予測します。

電磁界シミュレーション

Simcenterは、各領域固有の要件に対応した低周波および高周波電磁界シミュレーション機能を備えています。電磁界シミュレーションを通じて、電気機械部品の性能、エネルギー変換、アンテナの設計と配置、電磁両立性 (EMC)、電磁干渉 (EMI) を深く知ることができます。