成功案例丨新一代热管理：预测并降低热风险，避免代价高昂的过度设计和组件故障
案例简介
案例简介
电力电子与电能解决方案领域的全球领导者Myway Plus公司面临一项关键挑战：需将Altair热管理仿真结果与罗姆公司（Rohm Co. Ltd）碳化硅（SiC）逆变器的实测数据进行对标验证。该项目旨在通过Myway自主采集的物理测试数据，系统评估Altair仿真解决方案的精确性。结果显示，Altair® PSIM™与Altair® SimLab®为复杂逆变器系统开发提供了高效的热管理解决方案。采用Altair方案，企业能够在设计初期识别过热等潜在问题，从而显著缩短设计周期、提升产品安全性，并预防后续制造环节的问题。
Altair的 PSIM-SimLab 一体化工作流可显著提升仿真精度，助力企业打造集高性能、低成本、短周期与高安全性于一体的最优逆变器设计方案。此外，该解决方案部署便捷、操作直观，无论是电力电子工程师还是热分析工程师皆可轻松驾驭。
—— Myway公司系统部门总监
山岸宽（Kan Yamagishi）
关于客户
关于客户
Myway Plus公司总部位于日本神奈川县横滨市，是电力电子与电能解决方案领域的全球领导者。公司专注于电机评估、电力电子及能源管理系统三大核心领域，为各行业提供创新环保的技术解决方案。通过定制化的硬件与软件集成方案，Myway助力客户实现更高效、更可持续的运营模式。作为Altair在日本的长期战略合作伙伴，Myway持续突破可再生能源电力应用的技术边界。
面临的挑战
面临的挑战
Myway面临一项关键挑战：需将Altair热管理仿真结果与罗姆公司（Rohm Co. Ltd）碳化硅（SiC）逆变器的实测数据进行对标验证。该项目旨在通过Myway自主采集的物理测试数据，系统评估Altair仿真解决方案的精确性。
作为电动汽车充电与能源管理的核心部件，逆变器的热管理性能直接关乎系统安全。若散热设计不当，可能导致热失控等严重问题，进而危及车辆关键组件、电池组及整体安全性。
要实现有效的热管理，必须攻克两大技术难点：
• 损耗功率精准计算：建立与温度相关的功率模块热损耗模型。
• 散热路径优化设计：针对逆变器复杂几何结构，合理规划气流组织与导热路径。
若Altair解决方案能成功突破这些技术瓶颈——即仿真数据与物理测试高度吻合——Myway即可确认其精确性。这将推动该解决方案集成至Myway新一代逆变器开发体系，从而在设计初期规避过度设计带来的成本浪费，并有效预防系统故障风险。
Altair解决方案
Altair解决方案
Altair工程师采用Altair® HyperWorks®先进的热管理与电力电子仿真解决方案，对罗姆SiC逆变器模型进行分析。该方法包括建立逆变器系统的高保真模型，运行详细仿真，并将结果与物理数据进行比较。
具体而言，团队使用Altair® SimLab®和Altair® PSIM™计算逆变器内部的功率损耗和温度分布。该工作流程解决了SiC模块的散热问题，以及基于环境温度的热量变化问题——这些因素使得热行为预测变得困难。（图1）
图 1 SimLab-PSIM协同仿真工作流
（逆变器内部功率损耗与温度分布计算）
Altair 的双向工作流程通过以下方式解决问题：
PSIM计算SiC模块的散热，考虑元件温度因素。
SimLab根据PSIM计算的散热量，模拟气流、热传递和温度分布。
为进行实际验证，Myway工程师在散热器上靠近SiC模块的位置安装了热电偶，并测量温升（图2）。采用完整的计算流体力学（CFD）分析来捕捉散热器周围的气流和共轭热传递。
图2：基于20℃环境温度的散热器温升测量
（配置三组热电偶监测点）
由于准确的功率损耗未知，工程师使用PSIM进行仿真并提取器件的实际损耗，本案例中考虑的频率为40kHz，电压为800V。首次迭代假设外壳温度为60℃。PSIM计算的散热量输入到SimLab中以预测温度分布。这个迭代过程确保了仿真结果与实际结果高度吻合。
关键结果
关键结果
Altair HyperWorks高精度热管理解决方案为Myway提供了逆变器功率损耗与温度分布的精准计算。通过PSIM-SimLab协同仿真流程，仿真结果与实测数据高度吻合，为缩短研发周期提供了关键洞见。
相较于传统方法——粗略的热损耗估算导致温度预测偏差，进而引发过度设计或热失效风险——Myway证实 Altair 解决方案具有卓越的准确性，既能避免昂贵的过度设计，又能减少逆变器设计周期中的物理样机需求。
结论明确：PSIM与SimLab为复杂逆变器系统开发提供了高效的热管理解决方案。采用Altair方案，企业能够在设计初期识别过热等潜在问题，从而显著缩短设计周期、提升产品安全性，并预防后续制造环节的问题。
