e-Mobility
Fornire mobilità elettrica alle masse non è solo un enorme investimento, ma è anche un notevole impegno operativo. OEM, fornitori e produttori di veicoli emergenti investiranno miliardi per sviluppare veicoli elettrici innovativi e ottimizzare i processi di sviluppo e produzione. Ecco perché sono alla ricerca di un partner strategico che li aiuti a realizzare la loro vision. Le tecnologie Altair stanno cambiando il modo in cui vengono progettati veicoli elettrici passeggeri, fuoristrada e a guida autonoma, consentendo di accelerare lo sviluppo dei prodotti, migliorare l'efficienza energetica e ottimizzare le prestazioni dei sistemi integrati.
Soluzioni di progettazione sostenibili per soddisfare le esigenze dei veicoli di nuova generazione
Le soluzioni integrate a livello di sistema, multidisciplinari e multifisiche offrono ai progettisti la possibilità di comprendere e ottimizzare le architetture complesse e connesse degli odierni veicoli elettrici a batteria (BEV).
e-Mobility da prodotto di nicchia a prodotto di massa
Mentre gli OEM iniziano a creare veicoli elettrici a batteria (BEV) per i loro clienti principali affrontando problemi come l'autonomia, l'efficienza della trasmissione e i tempi di ricarica, il design diventa una componente ancora più vitale del processo di sviluppo. Ciò richiede una rapida esplorazione di tensioni di sistema più elevate, molteplici implementazioni di sistemi di raffreddamento innovativi e la riduzione del peso dei veicoli.
Implementazione del cloud bursting per potenziare programmi di sviluppo di veicoli
Su richiesta, la tecnologia HPC offre l'opportunità di ridimensionare in modo sicuro le funzionalità di simulazione durante i picchi di domanda, soddisfacendo l'esigenza di studi di ottimizzazione dettagliati e multidisciplinari su più programmi per ridurre i costi di sviluppo e i rischi.
Utilizzo dell'analisi dati per definire le decisioni iniziali sui veicoli
È possibile accelerare l'esplorazione iniziale della progettazione per identificare i concetti più promettenti e un sottoinsieme di criteri prestazionali fondamentali, applicando metodi statistici per la riduzione dimensionale dell'enorme numero di variabili di progettazione considerate durante la programmazione di un veicolo.
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Accelera lo sviluppo prodotto
Sviluppo di prodotti BEV: l'allineamento dei cicli di sviluppo BEV ai tradizionali timeline di programmazione dei veicoli a propulsione richiede modifiche alle strutture e ai set di strumenti del team di progettazione. Nell'affrontare sfide eccezionali, i processi di progettazione basati sulla simulazione aiutano a far avanzare i concetti fino alla fase di progettazione con un minor numero di riprogettazioni e prototipi fisici. Altair® e-Motor Director™ è un ambiente di lavoro unico in cui gli specialisti possono fornire soluzioni basate sulle migliori pratiche, che gli utenti possono inserire e collegare in flussi di lavoro più complessi, pronti per essere eseguiti automaticamente.
Alleggerimento durante la fase di programmazione per una progettazione bilanciata: la riduzione della massa è un contributo chiave all'autonomia della batteria e alle prestazioni della propulsione elettrica. Il processo di progettazione di Altair Concept 1-2-3 consente ai progettisti di creare e valutare con sicurezza le architetture di nuova generazione utilizzando la simulazione per informare l'architettura del veicolo, i processi di produzione, la selezione dei materiali e le strategie della piattaforma.
Esplorazione della progettazione per una selezione e-motor informata: l'esplorazione rapida della progettazione e la classificazione della fattibilità durante la fase concettuale consentono di ottenere informazioni per prendere decisioni ottimali sulla propulsione elettrica. Altair® FluxMotor® può essere utilizzato per effettuare confronti tra prestazioni e selezionare le migliori topologie di e-motor, considerando vincoli quali efficienza, temperatura, peso, compattezza e costi.
Migliora l'efficienza energetica
Un'ampia gamma di veicoli: le auto più leggere richiedono meno potenza della batteria per accelerare e mantenere la velocità, consentendo di aumentare la durata di una singola carica. Il design generativo consente agli ingegneri di rimuovere materiale mantenendo le proprietà di resistenza e rigidità necessarie per la sicurezza e il comfort. Se viene richiesta meno energia, si possono ridurre le dimensioni e il peso della batteria, fattore principale che contribuisce al peso di un'auto elettrica.
Progettazione dettagliata per efficienza, raffreddamento e rumore: per bilanciare i requisiti di prestazioni, costi e peso e migliorare l'esperienza di guida della e-mobility, i progettisti possono utilizzare la simulazione multifisica. L'elettromagnetica dettagliata dell'e-motor con Altair® Flux® e la simulazione magnetotermica con Altair CFD™ consentono di valutare la convezione e le radiazioni che contribuiscono alle perdite di efficienza. Altair® OptiStruct® offre informazioni su qualità audio ed esperienza passeggero influenzate dai sistemi di propulsione elettrica, nonché dal rumore del vento e della strada con Altair CFD.
Sfide della e-Mobility in materia di incidenti e sicurezza: il gruppo batteria è fondamentale per la sicurezza della e-mobility e le informazioni derivanti dalla simulazione di eventi di incidente stradale, impatto dei detriti stradali e urti devono essere in linea con la velocità di programmazione del veicolo. L'investimento di Altair nella sicurezza dei veicoli, in collaborazione con i leader nella ricerca sulle batterie, consente ora un'analisi efficiente e accurata dei guasti meccanici che potrebbero causare incendi da corto circuito.
Progettare il futuro della e-Mobility
Ottimizzazione delle prestazioni EV: i sottosistemi EV hanno una notevole influenza sui sistemi circostanti e offrono l'opportunità di ottimizzare le prestazioni dei veicoli. Utilizzando un approccio multidisciplinare, i progettisti possono analizzare e ottimizzare gli attributi chiave in fatto di performance attraverso sistemi complessi per ottenere un design finale equilibrato.
Integrazione di guida e controllo: le soluzioni Altair per lo sviluppo basato su modelli sfruttano i modelli di simulazione per accelerare la realizzazione della progettazione, supportando diversi livelli di complessità del sistema meccatronico. È possibile implementare vari livelli di fedeltà del modello (da 0D a 3D) nella progettazione di macchine elettriche, convertitori di potenza e strategie di controllo in base alla fase di sviluppo del veicolo. Gli studi di simulazione 1D e 3D possono essere accoppiati, in sequenza o simultaneamente, per valutare le prestazioni dei prodotti mediante modelli di sistema rappresentativi, tutti creati per migliorare l'efficienza della progettazione.
Veicoli V2X, ADAS e a guida autonoma: le soluzioni di e-mobility devono connettersi e interagire con l'ambiente circostante senza interferire con i sistemi elettrici di bordo (EMC/EMI). Gli strumenti di propagazione delle onde e il software di elettromagnetismo ad alta frequenza Altair® Feko® aiutano i progettisti di veicoli a eseguire test virtuali di guida e a considerare una serie completa di ostacoli ambientali utilizzando le comunicazioni dedicate a corto raggio (DSRC) o i segnali wireless 5G.
Risorse in evidenza
Guide to Using Altair RapidMiner to Estimate and Visualize Electric Vehicle Adoption
Data drives vital elements of our society, and the ability to capture, interpret, and leverage critical data is one of Altair's core differentiators. While Altair's data analytics tools are applied to complex problems involving manufacturing efficiency, product design, process automation, and securities trading, they're also useful in a variety of more common business intelligence applications, too.
Explore how machine learning drives EV adoption insights - click here.
An Altair team undertook a project utilizing Altair® Knowledge Studio® machine learning (ML) software and Altair® Panopticon™ data visualization tools to investigate a newsworthy topic of interest today: the adoption level of electric vehicles, including both BEVs and PHEVs, in the United States at the county level.
This guide explains the team's findings and the process they used to arrive at their conclusions.
E-motor Design using Multiphysics Optimization
Today, an e-motor cannot be developed just by looking at the motor as an isolated unit; tight requirements concerning the integration into both the complete electric or hybrid drivetrain system and perceived quality must be met. Multi-disciplinary and multiphysics optimization methodologies make it possible to design an e-motor for multiple, completely different design requirements simultaneously, thus avoiding a serial development strategy, where a larger number of design iterations are necessary to fulfill all requirements and unfavorable design compromises need to be accepted.
The project described in this paper is focused on multiphysics design of an e-motor for Porsche AG. Altair’s simulation-driven approach supports the development of e-motors using a series of optimization intensive phases building on each other. This technical paper offers insights on how the advanced drivetrain development team at Porsche AG, together with Altair, has approached the challenge of improving the total design balance in e-motor development.
Using Multiphysics to Predict and Prevent EV Battery Fire
Electric vehicles (EV) offer the exciting possibility to meet the world’s transportation demands in an environmentally sustainable way. Mass adoption could help reduce our reliance on fossil fuels, but the lithium-ion (Li-on) batteries that power them still present unique challenges to designers and engineers, primary among them to ensuring safety against battery fire. To achieve vehicle manufacturer’s ambitious adoption goals, it is necessary to improve the safety of Li-on batteries by better understanding all of the complex, interconnected aspects of their behavior across both normal and extreme duty cycles. Altair is focused on developing a comprehensive understanding of automotive battery safety issues which it has named the Altair Battery Designer project. It combines innovative design methods and tools to model and predict mechanical damage phenomena as well as thermal and electro-chemical runaway. Altair has developed an efficient way to calculate mechanical and short-term thermal response to mechanical abuses, providing accurate computational models and engineer-friendly methods to design a better battery.
Accurately Predicting Electric Vehicle Range with an Intelligent Digital Twin
A conversation with Selcuk Sever, Principal Engineer at Switch Mobility, discussing its collaboration with Altair to accurately predict the range of its electric buses. With accurate range prediction, Switch Mobility can give its public transport authority customer confidence that electric buses can meet the requirements of their bus routes.
