當代汽車電子產品 開發與設計在加速開發過程、降低開發成本、提高產品品質等方面廣泛地受益於電腦輔助工程軟件（CAE）。本文以某發動機 油氣控制和點火系統為例，說明Ansoft EM工具在汽車電子與控制系統設計等諸多方面 應用，為中國汽車電子設計工程師提供新 選擇。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/196890.htm汽車中電子成分CAE 不斷增多是因為市場對汽車產品 要求與期望 不斷增加。例如，對汽車安全系統 更高要求就產生了防抱死刹車（ABS）、軌道控制系統、防滑出、防翻滾及其側面氣囊保護等措施。對更高燃油效率 要求又引入了直噴發動機系統（DirectInjection）、隨換多缸系統（DisplacementOnDemand）、電子閥控系統（ElectronicValving）以及混合動力型汽車（HybridVehicle）。這些不斷增加 電子系統使汽車系統變得更為複雜，也使得這些系統 開發、設計過程變得更具有挑戰性。對日趨複雜 汽車部件及電子系統，傳統 控制方法已顯得力不從心。例如，傳統發動機點火時序控制都是基於表格查找方法。這種方法對現代發動機來說有很多局限性，一是表格法不能將發動機 動態特徵考慮進來；二是現代發動機需要控制 狀態從以前 幾百個到現在 上萬個，這樣，用表格查找 方法就很難實施，也無法再繼續提高發電機 效能。隨之而來，一種代替這種方法 現代控制是基本模型。

控制方法（。這種方法 實施過程不太隨發動機 複雜程度而變，但需要一個較準確 發動機 動態模型。另外，汽車電子器件與系統 開發管道和過程也必須加快速度、降低成本、新增質量才能滿足廠家 管理目標。傳統 硬體研製、測試、再研製、再測試 重複模式就顯得費時、費力，成本也會相應新增。在這樣 背景下，越來越多 汽車電子廠家利用電腦輔助工程軟件來加速研發過程，降低研發成本，提高產品品質。具體做法是：廠家在電腦 虛擬平臺上來完成盡可能多（可高達80%到90% 工作量） 產品設計、分析工作，只是在最後一步才進行實際硬體實施。圖1：發動機 油氣控制系統設計實例。無刷電機代替有刷電機油泵 設計實例我們以發動機 油氣控制系統為例來說明設計過程。如圖1所示。首先，一個廠家决定用無刷電機來代替傳統 有刷電機油泵。它可以從RMxprt軟件開始，該軟件中有包含無刷電機在內 13種電機和發電機模式。用戶只需要輸入與電機有關CFD HyperWorks 設計參數，例如輸入電壓、功率、極數、永磁鐵類型等，RMxprt就可以自動設計出一個基本 無刷電機，並計算出該電機在不同運營狀態（例如空載和全載） 效能參數，例如力矩、轉速和效率等。如果用戶想對以上設計。

基本電機進行更進一步 分析與優化，他可以選用全功能 FEA軟件。Maxwell是一套通用 用於電磁分析 FEA軟件。它可以對任意 兩維或三維 實體設計，其中每一物體可以有不同 包括非線性 電磁特性，進行與電磁場有關 靜態或動態 效能分析。例如，用戶可以分析一個電機內 磁場强度 分佈來確定定子槽距CFD 間隙，或者調整空氣間隙來確定力矩 大小。同時Maxwell一個很重要 功能就是動態 損耗計算，包括由渦流和滯回引起 鐵芯損耗。由於Maxwell軟件 通用性，它可以用於除電機外任何包括電磁原理 系統分析與設計，例如可變磁阻 速度感測器、電磁線圈（Solenoid）、電抗器以及變壓器等。電機設計完成後，其準確 模擬模型可直接應用於線路模擬系統軟體Simplorer中。這種從FEA模型直接生成線路模型。

過程省去了很多對物理系統建模 繁雜過程。Simplorer是一個以電路為覈心並具有包括機械、液壓、熱能等多物理域 模擬系統軟體。與許多其他線路模擬軟件不同 是，Simplorer線路中所用 元件都是基於物理原理 模型，而不是行為模型。這樣，當整個系統模型建成後，其行為由每個元件 物理特性所决定。在線路模擬中，電機驅動控制電路 設計和分析首先得到完成，這包括用固體開關元件和PWM 控制方法對電機進行調速控制。電路以外 系統設計實例此外，Simplorer還可用於電路以外 系統設計。在下麵 油路控制示意圖（圖2）中，由上面設計 電機來驅動油泵。燃油通過油泵篩檢程式，油壓控制閥進入電控噴頭。電噴頭 開關與時間 長短由電磁閥來控制，閥中所用 電磁線圈也是由FEA 精確設計而來，電磁線圈 上端接電控部分，下端接電噴 滑體