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本文将以访谈形式分享拥有25年行业经验的 Cadence CFD 解决方案高级技术总监 Kumar Srinivasan 对当今汽车行业发展变化，及仿真在系统设计集成和优化方面作用的洞察观点。
Kumar Srinivasan
访谈环节一：专家背景介绍
问题一：为何选择加入 Cadence？
如今，汽车和航天行业正在发生翻天覆地的变化，这主要归功于电子和机械系统的快速融合。这个趋势也导致对节约成本和系统级优化的需求不断增加。为此，Cadence 希望能够提供先进的多物理场、多尺度仿真技术，辅以高效、先进的工作流程，来为这种转变提供支持。我与 Cadence 的愿景是一致的。
加入 Cadence 后，我致力于帮助客户整合创新的、定制化仿真流程解决方案，为设计优化开辟新的机会，同时降低产品开发的总成本。
问题二：能否简单介绍一下您的行业背景和经验？这与您在 Cadence 担任的职务有何关联？
我在美国辛辛那提大学获得了航天工程博士学位，之后在业内累积了超过25 年的工作经验，致力于将 CFD 和系统仿真方法应用于各个领域，主要是汽车领域。
在加入 Cadence 之前，我曾在 Stellantis——也就是之前的菲亚特克莱斯勒汽车公司 (FCA US LLC) 工作，担任多种职务，责任也越来越重。作为车辆 CFD 团队的负责人，我的主要职责之一是将创新的 CFD 技术整合到产品开发过程中。随后，我在 FCA US LLC 担任航空/热力学开发全球负责人。担任这一职务时，我负责 FCA 所有车辆项目的空气动力学和热性能，其中包括仿真、测试和验证。我还有机会领导了 Stellantis 的工程导师计划，为参与者提供职业指导。
在 FCA 任职期间，我取得的成就包括：
问题三：您是支持 CFD 或多物理场仿真技术的专业机构成员吗？
是的，自 2004 年以来，我一直是国际汽车工程师学会 (SAE) 热系统委员会的活跃成员，并在 SAE 大会上帮助组织了与热系统仿真有关的多场技术会议。2020 年，我获得了 SAE 颁发的 Forest R. MacFarland 大奖，以表彰我在规划和执行 SAE 工程活动方面的杰出贡献。
在与 CFD 及其应用相关的各种主题上，我发表了超过 35 篇技术文章。同时，我也是多个博士论文委员会的成员，其中有几个委员会与 CFD 技术有关。
访谈环节二：汽车行业观点洞察
问题一：如今的汽车测试有什么不同？该趋势因何驱动？
如今，减少实体测试的趋势正在持续加速，因此我们也在转向虚拟仿真。这种趋势是由多种因素推动的，包括但不限于降低成本的压力、希望缩短产品上市时间，以及仿真技术的进步。
多学科仿真变得越来越普遍，这种仿真可以交换信息，实现更好的综合设计。例如，纯电动汽车 (BEV) 热系统的范围优化需要有力地集成 HVAC 系统、电池冷却系统、电力电子热系统以及空气动力学形状效率，以实现最佳系统性能。以前，这些都是彼此孤立的，是独立设计、单独优化的。但随着电气化的发展，必须将这些孤岛连接在一起，这个过程就叫做“集成”。另外，为了实现最佳的空气动力学性能并提高车辆续航能力，车辆形状效率的优化比以往任何时候都更加关键。
原始设备制造商也在利用仿真来减少必须进行的测试。他们利用仿真来确定最坏的情况，而物理测试往往不能全面覆盖这些配置。仿真可以覆盖不太严重、风险较低的配置，这同样可以降低产品开发的总成本。花费更多精力维护相关的仿真模型，有助于在下一个产品周期提高仿真的置信度。
问题二：当前的汽车行业中，在融合电子和机械系统方面有哪些热点话题？
具有模型在环 (Model in the Loop，MIL)、软件在环 (Software in the Loop，SIL) 和硬件在环 (Hardware in the loop，HIL) 的“控制和校准”虚拟仿真是汽车行业一个巨大增长领域。
例如在以前，在基于集成电路发动机的车辆中，为实现座舱舒适性而消耗的能量并不是一个高度优先的设计考虑因素。但是如今，在使用同一系统冷却乘客舱和电池的情况下，必须确保在两个环路之间达到平衡。HVAC 系统和空气输送系统等机械系统必须通过软件、移动部件（阀门等）和执行器进行优化，以控制客舱舒适性、电池热管理和其他子系统之间的空气流速和温度。要实现最终目标，也就是优化系统设计，必须集成电子系统、软件、控制和校准，从传统的机械系统过渡到机电一体化。
车载诊断系统可以显示电池充电状态、到最近的充电站距离等信息。这可以确保电池实现最佳冷却效果，便于客户进行快速充电。在融合机械系统、电子和智能控制方面，存在大量的机遇。采用仿真工具实现这种集成的公司，最终将引领整个行业。
Kumar 访谈要点总结
● 融合电子和机械系统需要采用跨功能的工具，其中包括多物理场和多尺度仿真技术。
● 对于汽车系统设计优化，从传统机械系统过渡到机电一体化十分重要。
●通过带有 MIL/SIL/HIL 集成的虚拟仿真来推动设计阶段的“控制和校准”，这是一个颠覆性的领域，有许多创新机会。
（文章来源公众号： Cadence楷登PCB及封装资源中心）
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