数字模拟技术满足更多需求

作者:编译自Automobil Industrie 文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2017-05-08
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试验证明,数字化模拟技术是保证联网车研发满足复杂要求的重要方法。在样车制造生产 之前,就可以利用跨功能平台对联网车元器件和系统的虚拟测试,数字化的模拟分析技术能够 帮助用户满足更多不同的技术要求,这样不仅可以保证产品的可靠性能,还能够大大缩短设计 周期并减低生产成本。

随着车联网的迅猛发展,今天的网联车比过去十年的嵌入式软件中多了数百万计的代码符号。触摸屏的控制软件、语音识别系统、远程信息处理传感器、控制器和其他元器件以及系统等常常都是各自独立开发设计的,这使得联网的车辆常常容易发生故障。为了把这种风险降低到最小程度,汽车生产厂和供应商们都要按照安全技术标准ISO 26262和Autosar汽车开放系统架构标准进行工作。

总而言之,软件开发工作是一项繁重的、价值高昂的和费时费力的工作,而且汽车工业中使用的电子元器件也因下列两个原因有着比智能手机和其他高端仪器设备更高的要求:首先是汽车的使用环境非常复杂,比如汽车发动机的工作会产生很高的温度,数小时灼热阳光照射下的车内高温或者不平路面的强烈颠簸;第二个原因是由汽车技术带来的问题,汽车的电子元器件要与汽车一样在其整个寿命周期内都要正常无误地发挥功能。

基于这样的背景,数字化模拟技术就成为了汽车研发中保证网联车满足所有技术要求的一个重要方法。在数字化模拟技术的帮助下,汽车生产厂家和汽车零部件供应商们可以对车辆系统和元器件进行虚拟测试,在汽车开发设计的早期阶段就利用物理原理对汽车系统、元器件进行检测,而且是在这些系统被制作成真实的物理样件之前就对它们进行了测试。通过把不同的功能测试集中到一个跨功能的模拟测试平台上之后,汽车的研发设计人员就能够掌控复杂联网车的研发设计了。目前,Ansys公司就在市场上推出了一款这样的平台系统。

准确的假设分析

利用Ansys公司研发生产的电磁辐射检测软件对例如沃尔沃商务车的电子远程信息处理系统控制器的GPS信号接收能力进行了测试。测试时对车架的铁板结构进行了分析,以便找出最佳的、不影响GPS信号连续性的车架配置方式进行检测分析。据Ansys公司介绍,与传统的、依据硬件实物的实验室测试相比较,数字化模拟分析方法可以节约数十万美元的资金并且将设计周期缩短了几个月。

还有一个典型案例,菲亚特—克莱斯勒车电缆穿缆管电磁兼容性模拟测试。按照ISO 11451-2标准的规定和要求,这一测试是在模型化的纯虚拟模型中进行的。这不仅仅降低了汽车研发的成本、缩短了汽车研发的时间,而且也有可能在真实生产过程开始之前就准确地完成假设分析。

NXP公司也在利用软件对电子器件在发动机舱中最高可达高达135℃恶劣工作环境中的可靠性和使用寿命进行了检测分析。电子元器件的设计人员要利用软件模拟分析证明:电子元器件的结温温度保持在一个安全的范围之内,并采取了预防电子飘移而出现故障的措施。试验证明,NXP公司所采取的温度梯度的相关措施在保障了电子元器件可靠性的同时,也缩短了这一产品的上市时间。此外,NXP公司还利用模拟分析软件在芯片生产过程进行了检测分析,保证了芯片的可靠性和车载信息娱乐部件无噪声的性能可靠性。通过模拟软件的检测分析,成功地把IC芯片的空间占用减少了75%,不仅降低了生产成本,而且改善了音质。类似的,Molex公司也开发了一套测定连接件插入、拔出时的介入损耗以及TDR的物理模拟分析方法。

Delphi公司在全半导体技术制造的压力传感器检测分析中也使用了模拟分析工具。利用模拟分析软件对这一压力传感器的生产过程进行了模拟,以便确定传感器的膜在很高的残余应力作用下是否仍有完整的结构。

这些实例都充分说明:在联网车的生产过程中,通过跨功能分析技术平台的应用保证了产品的可靠性、安全性。

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