자동차 시스템, 특히 하이브리드 및 전기 주행, 자율 주행 및 V2X 통신의 증가와 함께 전자 부품은 점점 더 중요해지고 있습니다. CST Studio Suite의 전자기 시뮬레이션을 사용하면 설계 프로세스의 초기 단계부터 가상 프로토 타이핑을 사용하여 차량에 대한 해석을 진행해볼 수 있습니다. CST Studio Suite을 사용하면 구성 요소를 분리하여 모델링하고 성능을 분석 및 최적화할 수 있으며 신뢰성과 전자기 호환성을 고려하여 더 큰 시스템에 통합할 수도 있습니다.

 

 

Automotive EM Simulation Datasheet

 

다쏘시스템

 

 

 

 

Connectivity 및 V2X

안테나는 차량의 모든 온보드 통신, 내비게이션 및 원격 측정의 기초를 형성합니다. 라디오, 블루투스, 위성 내비게이션, 차량 추적, 충돌 알림 및 원격 진단과 같은 시스템은 모두 까다로운 환경에서 의도한 대로 작동하는 고성능 안테나에 의존합니다.

차량에 안테나를 설치하는 것만으로도 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 차량의 구부러진 금속 몸체가 안테나에서 방사되는 전기장을 반사하고 전도하기 때문입니다. 측정을 통해 이 효과를 조사하는 것은 대규모 테스트 시설과 많은 시간의 작업이 필요한 비용이 많이 드는 프로세스일 수 있습니다. 시뮬레이션은 차량에 설치된 안테나를 시뮬레이션하여 측정 프로세스를 보완합니다. CST Studio Suite은 측정 및 프로토 타이핑 비용을 절감하고 엔지니어가 안테나 배치를 최적화하여 성능을 향상시킬 수 있도록 합니다.

 

V2V 통신: 10m 떨어진 두 차량 간의 V2V 링크에 대한 5.9 GHz에서의 E-field

 

V2V 통신: 지나가는 버스에 의해 발생된 차단 효과를 보여주는 V2V 안테나의 far field

 

 

V2V (Vehicle-to-vehicle) 및 V2X (Vehicle-to-Everything) 시스템은 지나가는 차량 및 주변 인프라를 포함하여 환경에서 자동차에 대한 훨씬 더 자세한 분석이 필요합니다. 고성능 컴퓨팅 및 SAM (System Assembly and Modeling)을 통해 매우 크고 상세한 모델에서도 안테나 성능을 효율적으로 시뮬레이션할 수 있습니다.

 

ADAS 및 RADAR

주차 레이더: 주차 레이더의 성능을 정확하게 분석하기 위해 범퍼의 복잡한 적층 재료의 영향을 모델링

 

ABS 센서: ABS 시스템은 저항 센서를 사용하여 휠 속도 측정

 

센서는 차량 자체의 상태와 주변 환경에 대한 정보를 모두 제공합니다. 자율 주행 차량의 시작은 센서 성능이 그 어느 때보다 중요하다는 것을 의미하며 차량 안전은 모든 조건과 환경에서 이러한 센서의 신뢰성에 달려 있습니다.

시뮬레이션은 복잡한 환경에서 센서의 성능을 최적화하고 신뢰성을 조사하는데 사용할 수 있습니다. 자동차 응용 분야에 사용되는 센서는 터치스크린에 사용되는 정전 용량 센서에서 브레이크 마모 감지와 같은 용도로 사용되는 킬로헤르츠 또는 메가헤르츠에서 작동하는 유도 센서를 거쳐 77GHz에서 작동할 수 있는 주차 레이더에 이르기까지 주파수 스펙트럼에 걸쳐 있습니다.

CST Studio Suite은 공통 인터페이스에서 당사의 모든 solver 기술을 제공합니다. 즉, 각 애플리케이션에 적합한 solver가 항상 가까이에 있습니다. SAM을 사용하면 차량에 장착된 대로 센서를 시뮬레이션하고 다양한 시나리오에서 가상으로 테스트할 수 있습니다.

 

EMC (ElectroMagnetic Compatibility)

안전 규정과 OEM 요구 사항은 전기 구성 요소의 동작에 두 가지 엄격한 제한을 부과합니다. 첫째, 전자파 간섭 (EMI), 정전기 방전 (ESD) 및 환경 전자기 효과 (E3)와 같은 영향에 영향을 받지 않아야 하며, 다른 구성 요소의 작동을 방해할 수 있는 방출을 생성해서는 안됩니다. 시뮬레이션을 사용하여 잠재적인 EMC 문제를 가능한 한 조기에 파악할 수 있으므로 재설계 또는 리콜에 소요되는 시간, 비용 및 평판 비용을 피할 수 있습니다.

전자 모터 제어: 모터 제어 PCB의 50kHz 표면 전류

 

Co-simulation: 모터 컨트롤의 3D 전자파/회로 co-simulation을 위한 개략도 회로

 

CST Studio Suite을 사용하면 다양한 현실적 설정에서 구성 요소를 시뮬레이션하여 외부 필드와 전류가 결합하고 이를 통해 전파되는 방식을 조사할 수 있습니다. 케이블 차폐, 인클로저 및 필터를 포함하여 완화 기법의 효과를 검증할 수 있으며, 프로브 및 필드 모니터를 사용하면 필드를 명확한 3D로 시각화하여 엔지니어가 예상치 못한 연결 경로를 식별할 수 있습니다.

 

Electric Mobility: Motors 및 power electronics

전기 기계는 항상 차량의 중요한 부분이었지만 하이브리드 및 전기 자동차의 부상으로 인해 그 어느 때보다 중요해지고 새로운 과제를 제기합니다. 전기 기계에서 코일과 자석의 위치와 모양은 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. CST Studio Suite에는 성능과 효율을 최적화하기 위해 모터와 액추에이터를 시뮬레이션하는 특수 도구가 포함되어 있습니다.

 

모터 설계 및 EMC: OEM에서 요구하는 경우가 많으므로 코일의 단면과 코일(HV)과 레조르바(LV) 사이의 HV/LV 감쇠 곡선이 있는 전기 자동차용 모터 (AVL Trimerics 제공)

 

 

모터 효율: 모터 성능을 최적화하는데 필수적이며 CST Studio Suite을 사용하여 자동 계산 가능

 

시뮬레이션은 또한 전력 전자 장치, 인버터, 고전압 커넥터 및 무선 충전 시스템을 포함한 자동차의 전기 시스템을 설계하는데 사용될 수 있습니다. 이를 최적화하면 에너지 효율, 성능 및 충전 시간을 개선할 수 있습니다.

모터와 전력 전자 제품은 또한 EMC의 특별한 과제를 제기합니다. 모터는 종종 고전압 및 저전압 시스템을 결합하며, 스위칭은 저주파 또는 DC 전류여야 하는 고주파 노이즈를 유도합니다. CST Studio Suite을 사용하여 HV/LV 감쇠 곡선을 계산할 수 있습니다. 시뮬레이션을 통해 전류가 모터와 모터 제어를 통해 전파되는 방식을 연구하면 엔지니어가 설계의 EMC 위험을 특성화하고 제어하는데 도움이 됩니다.

 

SAM (System Assembly and Modeling)

피드 네트워크: 안테나의 공급 라인은 touchstone 파일로 가져와 회로에 연결되어 3D 시뮬레이션에서 공급 네트워크의 영향 고려

 

디테일한 안테나 모델, 3D 자동차 모델에 설치한 field source, SAM 사용한 해석 결과

 

SAM은 CST Studio Suite의 핵심이며 통합 설계를 위한 가장 강력한 도구입니다. SAM을 사용하면 직관적인 도식 인터페이스를 사용하여 서로 다른 solver 및 mesh 설정을 사용하는 여러 시뮬레이션을 자동 워크플로우로 결합할 수 있습니다. 복잡한 시스템은 SAM 내부에서 설정하여 자동으로 수행할 수 있습니다. 각 개별 요소가 설계되면 레이아웃 도구는 구성 요소를 전체 3D 모델로 결합하여 시스템의 성능을 확인하는 최종 시뮬레이션을 수행합니다.

 

PCB 및 Electronics

현대 차량은 전자 시스템으로 가득 차 있습니다. 일부는 통신 또는 엔터테인먼트 목적으로 사용되는 반면, 다른 일부는 차량 작동에 필수적입니다.

 

신호 무결성: 모든 신호가 동시에 구동되는 DDR3 바이트 레인의 아이 다이어그램으로 ISI 및 크로스 토크

 

신호 무결성(SI) 및 전력 무결성(PI)은 PCB의 외부 간섭에 대한 내성과 마찬가지로 PCB를 설계할 때 중요한 관심사입니다. CST Rule Check Solver를 사용한 설계 규칙 검사를 통해 레이아웃에서 발생할 수 있는 문제를 신속하게 식별할 수 있습니다. CST Studio Suite의 SI/PI solver와 전체 3D solver를 사용하면 보드의 성능 뿐만 아니라 구성 요소 배치의 최적화를 보다 완벽하게 분석할 수 있으며 측정만으로 식별하기 어려운 결합 경로를 식별할 수 있습니다.

 

 

기능

50. 강력한 3D 모델링 도구
50. 다양한 포맷의 CAD 및 EDA import/export 도구
50. Full-wave 3D 전자기 solver
50. 광대역 혹은 transient 해석을 위한 Time domain solver (FIT 및 TLM)
50. 소규모 혹은 높은 공진 구조 해석을 위한 Frequency domain solver (FEM)
50. 초대형 구조물을 위한 Integral equation solver (MOM 및 MLFMM)
50. 고전압 및 센서 어플리케이션을 위한 저주파, DE 및 static solver
50. PCB/EDA 시뮬레이션 도구
50. ODB++, GDSII, Zuken CR5000/CR8000 및 IPC-2581을 비롯하여 많은 Cadence® 및 Mentor Graphics® 파일을 비롯하여 널리 사용되는 EDA 형식 지원
50. 특수 PCB 시뮬레이션 패키지
50. CST rule checking solver를 사용한 SI 및 EMC 설계 규칙 확인
50. 케이블 및 케이블 하네스 시뮬레이션
50. 3D 파라메트릭 케이블 정의
50. 3D 환경에서 케이블의 양방향 하이브리드 시뮬레이션
50. 자동화
50. 통합된 최적화
50. 통합 시뮬레이션 워크플로우를 위한 SAM
50. MATLAB 및 VBA 매크로 언어와의 통합
50. 고성능 컴퓨팅
50. 분산 컴퓨팅
50. GPU 컴퓨팅
50. MPI cluster 컴퓨팅
50. 클라우드 컴퓨팅
50. 모든 solver를 위한 공통 리본 기반 인터페이스

모델링 인터페이스: 직관적인 3D 모델링 인터페이스를 통해 시뮬레이션 환경 내에서 완전한 파라메트릭 모델 및 케이블 구성 가능

 

 

​본 자료는 다쏘시스템의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다.

• 원본 : 다쏘시스템