Skip to main content
Kontakt
CADCAM Group

Dizajn električnog pogona

s integriranim modeliranjem i simulacijama na platformi 3DEXPERIENCE

Električna vozila (EV) i električni proizvodi danas su iznimno popularni. I pitate li se ikada što motivira vozače na kupnju?

Tri glavna razloga za kupnju električnog umjesto običnog automobila na benzin su:

  • Nema onečišćenja i emisija u usporedbi s otrovnim emisijama iz benzinskih automobila
  • Niži troškovi održavanja
  • Struja je jeftinija od benzina

To su razlozi zašto su ljudi sve više zainteresirani za električna vozila. Prema nekim istraživanjima, u prvih šest mjeseci 2020. godine broj pretraživanja pojma “hibrid” u cijelom svijetu porastao je za 18%, a broj pretraživanja pojma “električno vozilo” porastao je za čak 20% u odnosu na 2019. Prodaja električnih vozila u 2019. činila je 2,6% globalne prodaje automobila, povećanje od 40% u usporedbi s udjelom od 1,9% u 2018. godini. Tvrtke kao što su General Motors i EVgo nedavno su predstavile planove za postavljanje više od 2700 novih stanica za brzo punjenje tijekom sljedećih pet godina kako bi se povećala upotreba električnih vozila.

Konkurencija između tvrtki koje proizvode elektromotore je žestoka. Svi se trude osigurati optimalan dizajn u što kraćem vremenu, jer je to temelj za dolazak novih električnih vozila na tržište. Stoga je iznimno važno smanjiti ukupno vrijeme projektiranja elektromotornog pogona i to je jedan od najvećih izazova s ​​kojima se inženjeri koji danas rade na ovom području susreću.

Dakle, želimo dizajnirati pogon za električni automobil sa sljedećim značajkama:

  • Doseg vožnje: 440 km
  • Učinkovitost vožnje na električni pogon: 93 %
  • Ubrzanje od 0 do 100 km/h: samo 6 sekundi

Korištenjem RFLE frameworka na platformi 3DEXPERIENCE moguće je sustavno provoditi cijeli proces projektiranja električnog pogona.

RFLE je sistemski inženjerski okvir zasnovan na modelu koji uključuje 4 stupa:

  • R – Inženjering zahtjeva (Requirements Engineering); prikupljanje i upravljanje zahtjevima
  • F – Funkcionalna arhitektura (Functional Architecture); definicija sistemskih usluga i sučelja
  • L – Logička arhitektura (Logical Architecture); uspostavljanje sustava utemeljenog na modelu
  • E – Planiranje / inženjering (Design/Engineering); dizajn na temelju modela

 Razvoj koncepta

Upravitelj zahtjevima u alatu za upravljanje zahtjevima ENOVIA na platformi 3DEXPERIENCE bilježi sljedeće zahtjeve: domet vozila od 440 km, ubrzanje od 0 do 100 km/h za manje od 6 sekundi i više od 90% učinkovitosti. To su uglavnom tržišni i regulatorni zahtjevi temeljeni na globalnom tržištu električnih automobila i geografskoj analizi. Svaki odjel također dalje razvija svoje zahtjeve, koji uzimaju u obzir te osnovne zahtjeve.

Arhitektura sistema

Arhitekt sustava uzima u obzir ove zahtjeve i kreira početni model sustava koristeći aplikaciju CATIA Behavior Modeling na platformi 3DEXPERIENCE. Ovaj model se sastoji od standardnih podsustava kao što su električni pogon, baterija, energetska elektronika i drugi sustavi koji troše energiju tijekom vožnje automobila. Arhitektov cilj je korištenjem simulacije sustava definirati specifikacije elektromotora potrebne za ispunjavanje ovih zahtjeva. Ovi modeli sustava testirani su u različitim ciklusima mjerne vožnje. Nakon što je projektirao početni model sustava u skladu s navedenim zahtjevima, arhitekt sustava odlučuje da će mu trebati elektromotor koji će proizvoditi 150 kW snage s okretnim momentom od 400 Nm u rasponu od 15000 o/min.

Dizajn rješenja

Zatim, arhitekt sustava mora dovršiti konfiguraciju motora. Mora odlučiti hoće li koristiti jedan pogon, tj. jedan elektromotor sprijeda; ili dvostruki pogon, tj. dva elektromotora, jedan na prednjem i jedan na stražnjem dijelu automobila. Analizom različitih kompromisa i usporedbom parametara obje konfiguracije, donosi se odluka o konfiguraciji s jednim pogonom koja osigurava domet od 443 km, masa vozila je 1800 kg i postiže se ubrzanje od 0 do 100 km/h. za 5,73 sekunde.

Detaljni dizajn i izvedba

U sljedećem koraku potrebno je odrediti točne dimenzije statora i rotora elektromotora. Ove komponente osiguravaju planirani okretni moment i brzinu motora. Inženjer elektrotehnike provodi ispitivanja koristeći simulacije napona i elektromagnetske simulacije, koje se izvode na glavnom modelu u alatu Process Composer na platformi 3DEXPERIENCE. Cilj je definirati geometriju motora koji proizvodi 400 Nm okretnog momenta, s naponom u osovini motora manjim od 400 MPa, te evaluirati i optimizirati ostale tehničke parametre korištenjem uključenih i međusobno povezanih aplikacija na platformi 3DEXPERIENCE. Paralelno s osnovnim projektiranjem na platformi 3DEXPERIENCE izvode se toplinske simulacije, EM, CFD, NVH simulacije i strukturne simulacije.

Za pregled dizajna i suradnje, cijeli projektni tim može vidjeti simulacijske podatke izravno putem web preglednika s 3DDashboard i 3DSWYM alatima na platformi 3DEXPERIENCE. Osim toga, aplikacija za upravljanje projektima na platformi 3DEXPERIENCE koristi se za planiranje i praćenje svih zadataka te evaluaciju ovisnosti između različitih odjela. To dovodi do učinkovitog korištenja resursa tijekom projekta.

Zaključak

  • Platforma 3DEXPERIENCE savršeno je rješenje za završen proces razvoja od prikupljanja zahtjeva do provjere učinkovitosti planiranja
  • Integrirani pristup modeliranju i simulaciji na platformi 3DEXPERIENCE smanjuje opseg korekcija za 80% u dizajnu električnog pogona, što posljedično smanjuje troškove razvoja za više od 30%
  • Vrijeme do proizvoda na tržištu smanjeno je za više od 20%
  • Broj fizičkih prototipova smanjen je za 50%

Želim znati više

Moć 3D vizualizacije u promociji dizajnerskog nameštaja
Moć 3D vizualizacije u promociji dizajnerskog namještaja
3D vizualizacija pruža detaljan, jasan i fotorealističan uvid u budući izgled objekta koji
MODSIM i održivi razvoj proizvoda 3
MODSIM i održivi razvoj proizvoda
MODSIM i održivi razvoj proizvoda kao krajnji cilj imaju očuvanje i zaštitu životne sredine od
Izbjegnite burnout uz DELMIA Ortems
Izbjegnite burnout uz DELMIA Ortems
Planeri proizvodnje redovito se susreću s burnoutom jer je proces planiranja proizvodnje vrlo
Kako postići maksimalnu iskorištenost proizvodnih kapaciteta?
Snažna rješenja koja nam pomažu da budemo konkurentni, smanjuju mogućnost pogrešaka u svim