一款面向电机工程师的专业多物理场设计工具
Ansys Motor-CAD 是一款专为电机设计打造的仿真工具，覆盖从概念验证到详细设计的全流程。与传统通用仿真软件不同，Motor-CAD 聚焦电机领域的多物理场耦合计算，将电磁、热、机械分析集成在同一平台中，使设计工程师能够在较短时间内评估多种拓扑方案，并针对性能、效率和尺寸做出综合优化。该软件目前由 Synopsys 旗下 Ansys 事业部提供，授权方式为订阅制，支持 Windows 平台本地部署，适用于汽车、航空航天、电子电气以及科研教育等多个行业。
Motor-CAD 内置了 20 余年积累的参数化电机模板库，涵盖无刷永磁电机（含外转子）、感应电机、开关磁阻电机、直流电机、同步电机、爪极电机、单相感应电机等主流类型。用户可以选择预置模板快速建模，也可以通过 DXF 导入自定义几何，甚至利用脚本扩展几何设计能力。在求解器层面，软件将磁路法的计算效率与有限元法（FEA）的高精度相结合，可在全扭矩-转速工作范围内快速获得电磁、热和机械性能数据。
四大集成模块构成多物理场仿真闭环
Motor-CAD 的核心由 EM、Therm、Lab、Mech 四个集成模块组成，各模块可独立运行，也能在统一界面下进行多物理场耦合迭代计算。
EM 电磁模块：作为整个平台的计算基础，EM 模块采用 2D FEA 与解析方法混合求解，支持参数化定转子、绕组、磁钢及斜槽斜极设计。它可以计算退磁、瞬态短路、负载和空载等多种工况，并提供效率和损耗 Map 图的自动生成。多片偏斜（multi-slice skew）功能使其能够更准确地模拟斜槽结构对转矩脉动和损耗的影响。
Therm 热分析模块：热管理是高性能电机设计中的关键环节。Therm 模块内置丰富的冷却类型模板和材料库，支持热网络法与有限元法混合求解，能够给出稳态和瞬态温升曲线，并直观显示齿槽、永磁体和绕组端部的温度分布。它还支持自定义热路/风路网络，自动生成热路图，帮助工程师理解热量在主结构中的传递路径。冷却方式覆盖吹风冷却、自然对流、水套冷却以及轴沟槽冷却等方案。
Mech 机械模块：该模块提供线性结构 2D FEA 分析能力，主要解决不同转速下的转子离心应力计算问题，使电磁设计与结构强度设计能够在同一环境中协同迭代，避免后期因机械约束而大幅返工。
Lab 虚拟实验室：Lab 模块面向系统级应用，集成了电机控制策略（如 MTPA/MEPA）和整车参数。用户可以在该模块中导入标准循环工况（NEDC、WLTP、UDDS、JP08 等），结合饱和参数模型和损耗模型，快速计算效率 Map 图，校核整车路谱下的电机匹配情况，并分析工况中的瞬态温升。对于牵引电机这类复杂驱动场景，Lab 模块能够显著缩短从电机设计到系统验证的周期。
2026 R1 版本带来的关键更新
2026 年 3 月发布的 Motor-CAD 2026 R1 版本重点强化了轴向磁通电机（AFM）的支持能力，并在求解效率方面做了重要改进。
在轴向磁通电机方面，该版本首次为 AFM 引入 Thermal 模块支持（Beta 阶段），覆盖吹风冷却、自然对流、水套冷却和轴沟槽冷却等散热方式。同时新增了自适应转子模板、退磁分析方法以及针对交流损耗的混合计算方法。Lab 模块也扩展了对 AFM 的支持，并可通过 Ansys Maxwell-Lab 链接（Beta）进行更深入的系统级分析。
效率计算方面，新版本推出统一性能 Map 计算方案，首次将感应电机纳入自动化 Ansys Maxwell–Motor-CAD 集成流程。通过引入磁化电感、漏感和铁耗查找表（LUT），模型精度得到提升；自动稳态检测和增强的 Python 数据传输机制则显著缩短了各类电机的分析耗时。
多静态求解器也得到了增强，新增基于模型对称性的自动对称检测功能，减少前处理设置时间的同时提高了磁性和损耗预测的准确性，让设计人员在早期筛选和对比多种拓扑时更快获得可信结果。
主要应用场景
电机快速设计与性能评估：利用内置模板库，工程师可以在短时间内完成电机初始建模，并一次性获取电磁、热和结构三方面的耦合分析结果。在同一平台内完成多学科评估，避免了不同工具间模型和数据传递的繁琐环节，也降低了对使用者操作多种软件的要求。
整车循环工况效率分析：在新能源汽车驱动电机开发中，Lab 模块可基于标准路谱校核电机在不同工况点的效率表现，绘制扭矩/速度特性曲线，评估电机平均效率和电量消耗。这对于需要满足特定续航和能耗指标的项目具有实际参考价值。
电驱动系统润滑冷却设计：Motor-CAD 提供与专业 CAE 工具的丰富接口。在润滑冷却分析中，可联合 Romax 等传动系统软件完成电机与传动机构冷却系统的解耦设计；也可将电磁结果传递给 Maxwell、热分析导入 AEDT Thermal，再结合 Fluent 进行流场精细化评估，形成从一维到三维的完整冷却验证链路。
采购与授权注意事项
Motor-CAD 当前采用订阅制授权，部署方式为本地桌面安装，运行环境为 Windows 操作系统。采购时需要关注以下几个方面：
第一，模块组合。EM、Therm、Lab、Mech 四个模块可按需选择，不同组合的许可费用和功能覆盖存在差异。如果主要目标是电磁方案快速对比，EM 模块即可满足基本需求；如果涉及热管理和系统级效率分析，则需打包 Therm 和 Lab 模块。
第二，版本与更新。订阅制通常包含一定期限内的版本更新和技术支持。2026 R1 对轴向磁通电机和感应电机效率计算做了较大增强，如果项目涉及这些方向，建议确认当前报价是否已覆盖最新版本。
第三，与 Ansys 产品体系的集成需求。Motor-CAD 可以独立运行，也可与 Maxwell、Twin Builder、Fluent 等 Ansys 工具协同。如果有跨工具协同需求，应在询价时一并沟通许可方案，避免后期追加成本。
第四，技术支持与培训。电机设计涉及多物理场耦合，学习曲线相对陡峭，建议在采购时同步了解厂商或正规代理商提供的培训服务和售后支持范围。
需要留意的是，不同代理商和渠道的报价可能存在差异，正式询价时建议向多家正规授权渠道获取报价，并逐项确认版本号、模块清单、授权数量、技术支持期限和续费政策等关键条款。
适用行业与选型参考
从实际应用来看，Motor-CAD 在以下行业中有较广泛的用户基础：新能源汽车及零部件领域，用于驱动电机和发电机的设计验证；航空航天与国防军工，用于高功率密度电机和多电飞机中的电作动系统开发；电子电气设备制造业，用于各类伺服电机和特种电机的性能评估；高校和科研机构则常用于教学演示和前沿电机拓扑研究。
在选型时，建议首先明确电机的类型和冷却形式——Motor-CAD 的模板库对不同拓扑和散热方案的支持深度不同；其次评估是否需要系统级分析功能，这将决定是否选择 Lab 模块；最后考虑团队已有的仿真工具生态，充分了解 Motor-CAD 与现有工具的接口兼容性，以降低集成成本。
如您正在评估电机设计工具，或希望了解 Motor-CAD 在当前项目中的适用性，可在软服之家平台提交咨询需求，我们将协助您对接正规厂商或授权代理商，获取与版本、模块组合和部署方式相匹配的最新报价及技术支持方案。
