电动汽车电力模块设计:集成设计流程的重要性
12/04/2024, 06:00 PM UTC
加速电动汽车开发 - 通过电力模块集成设计流程Accelerating Electric Vehicle Development – Through Integrated Design Flow for Power Modules
➀ 高性能电动汽车电力模块的设计在管理高压和电流系统方面存在挑战,尤其是在热管理和安全合规性方面;➁ 集成电气、机械和热设计的途径对于可靠性至关重要;➂ Cadence的先进设计工具解决方案提高了电力模块的安全性和效率。➀ The design of high-performance electric vehicle power modules presents challenges in managing high voltage and current systems, particularly in thermal management and safety compliance; ➁ An integrated approach combining electrical, mechanical, and thermal designs is essential for reliability; ➂ Cadence's advanced design tool solutions enhance the safety and efficiency of power modules.随着电动汽车(EV)的发展,电力模块的设计成为实现可持续交通的关键。然而,高性能电力模块的设计面临着挑战,尤其是在高压和电流系统的管理、热管理和安全合规性方面。
传统的电力模块设计流程往往是分散的,缺乏电气、机械和热设计的集成,导致沟通不畅、延迟和成本增加。模拟工具有限,尤其是在电磁(EM)分析方面,需要专门的专家知识。许多设计人员求助于实验室测试,这可能导致在后期处理安全、性能和可靠性问题时为时已晚。
理想的电力模块设计流程应从开始就集成电气、机械和热考虑因素。基于原理图的布局与SPICE启用的模拟确保在布局之前验证了功能。使用3D-准静态求解器快速提取寄生效应并将其集成回模拟中,对于了解其影响至关重要。自动生成后布局原理图使设计与原始原理图保持一致,从而减少错误。热分析工具,如Celsius热求解器,有助于早期优化冷却解决方案。3D电磁工具如Clarity 3D求解器有助于管理电磁效应。
Cadence的先进解决方案,包括Allegro X、PSpice、Clarity 3D求解器和Celsius热求解器,提供了一个集成和热感知的设计流程,确保了功能安全和可靠性。Allegro X使PCB布局,具有组件放置、布线和热管理的先进功能,并与Cadence的其他工具集成。PSpice允许进行电气模拟和寄生效应分析,确保设计满足功能和安全要求。
Clarity 3D求解器提供电磁模拟,优化电力模块的电磁特性,并减少过冲以提高可靠性。Celsius热求解器预测温度分布,识别热点,并优化冷却解决方案以减轻早期热问题。这些工具共同创造了一个集成的设计流程,降低了热失控风险,并在影响最终产品之前解决EMI和寄生效应。
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