Električna vozila (EV) i električni proizvodi su danas izuzetno popularni. I da li se ikada zapitate šta motiviše vozače da kupuju?
Tri glavna razloga da kupite električni umesto običnog automobila na benzin su:
- Nema zagađenja i emisija u poređenju sa toksičnim emisijama iz automobila na benzin
- Niži troškovi održavanja
- Struja je jeftinija od benzina.
To su razlozi zbog kojih su ljudi sve više zainteresovani za električna vozila. Prema nekim istraživanjima, u prvih šest meseci 2020. godine broj pretraga pojma „hibrid” širom sveta porastao je za 18%, a broj pretraga pojma „električno vozilo” porastao je za čak 20% u odnosu na 2019. Prodaja električnih vozila u 2019. činila je 2,6% globalne prodaje automobila, što je povećanje od 40% u poređenju sa udelom od 1,9% u 2018. godini. Kompanije kao što su General Motors i EVgo nedavno su predstavile planove za postavljanje više od 2.700 novih stanica za brzo punjenje u narednih pet godina kako bi se povećala upotreba električnih vozila.
Konkurencija između kompanija koje proizvode elektromotore je žestoka. Svi nastoje da obezbede optimalan dizajn u što kraćem roku, jer je to osnova za dolazak novih električnih vozila na tržište. Zbog toga je izuzetno važno smanjiti ukupno vreme projektovanja elektromotornog pogona i to je jedan od najvećih izazova sa kojima se danas suočavaju inženjeri koji rade u ovoj oblasti.
Dakle, želimo da dizajniramo pogon za električni automobil sa sledećim karakteristikama:
- Domet vožnje: 440 km
- Efikasnost električne vožnje: 93%
- Ubrzanje od 0 do 100 km/h: samo 6 sekundi
Korišćenjem RFLE okvira na platformi 3DEXPERIENCE moguće je sistematski sprovesti ceo proces projektovanja električnog pogona.
RFLE je sistemski inženjerski okvir zasnovan na modelu koji uključuje 4 nivoa:
- R – Inženjering zahteva; prikupljanje i upravljanje zahtevima
- F – Funkcionalna arhitektura; definicija sistemskih usluga i interfejsa
- L – Logička arhitektura; uspostavljanje sistema zasnovanog na modelu
- E – Dizajn / Inženjering; dizajn zasnovan na modelu.
Razvoj koncepta
Menadžer zahteva u alatu za upravljanje zahtevima ENOVIA na platformi 3DEXPERIENCE beleži sledeće zahteve: domet vozila od 440 km, ubrzanje od 0 do 100 km/h za manje od 6 sekundi i više od 90% efikasnosti. To su uglavnom tržišni i regulatorni zahtevi zasnovani na globalnom tržištu električnih automobila i geografskoj analizi. Svako odeljenje takođe dalje razvija sopstvene zahteve, koji uzimaju u obzir ove osnovne zahteve.
Arhitektura sistema
Arhitekta sistema uzima u obzir ove zahteve i kreira početni model sistema koristeći CATIA Behavior Modeling aplikaciju na 3DEXPERIENCE platformi. Ovaj model se sastoji od standardnih podsistema kao što su električni pogon, baterija, energetska elektronika i drugi sistemi koji troše energiju tokom vožnje automobila. Cilj arhitekte je da koristi simulaciju sistema za definisanje specifikacija elektromotora potrebnih za ispunjavanje ovih zahteva. Ovi modeli sistema su testirani u različitim ciklusima merne vožnje. Nakon projektovanja početnog modela sistema u skladu sa navedenim zahtevima, arhitekta sistema odlučuje da će mu biti potreban elektromotor koji će proizvoditi 150 kW snage sa obrtnim momentom od 400 Nm u opsegu od 15000 o/min.
Projektovanje rešenja
Zatim, arhitekta sistema mora da završi konfiguraciju motora. Mora da odluči da li će koristiti jedan pogon, odnosno jedan elektromotor napred; ili dvostruki pogon, odnosno dva elektromotora, jedan na prednjem i jedan na zadnjem delu automobila. Analizom različitih kompromisa i poređenjem parametara obe konfiguracije, donosi se odluka o konfiguraciji sa jednim pogonom koja obezbeđuje domet od 443 km, težinu vozila je 1800 kg i postiže se ubrzanje od 0 do 100 km/h. za 5,73 sekunde.
Detaljno projektovanje i izvođenje
U sledećem koraku potrebno je odrediti tačne dimenzije statora i rotora elektromotora. Ove komponente obezbeđuju planirani obrtni moment i brzinu motora. Inženjer elektrotehnike sprovodi ispitivanja koristeći simulacije napona i elektromagnetne simulacije, koje se izvode na glavnom modelu u alatu Process Composer na platformi 3DEXPERIENCE. Cilj je definisanje geometrije motora koji proizvodi 400 Nm obrtnog momenta, sa naponom osovine motora manjim od 400 MPa, i procena i optimizacija drugih tehničkih parametara korišćenjem uključenih i međusobno povezanih aplikacija na platformi 3DEXPERIENCE. Paralelno sa osnovnim projektovanjem na platformi 3DEXPERIENCE izvode se termičke simulacije, EM, CFD, NVH simulacije i strukturne simulacije.
Da bi pregledao dizajn i saradnju, ceo projektni tim može da vidi podatke simulacije direktno preko veb pretraživača sa 3DDashboard i 3DSVIM alatima na 3DEXPERIENCE platformi. Pored toga, aplikacija za upravljanje projektima na platformi 3DEXPERIENCE se koristi za planiranje i praćenje svih zadataka i procenu zavisnosti između različitih odeljenja. Ovo dovodi do efikasnog korišćenja resursa tokom projekta.
Zaključak
- Platforma 3DEXPERIENCE je savršeno rešenje za završen proces razvoja od prikupljanja zahteva do provere efikasnosti planiranja
- Integrisani pristup modeliranju i simulaciji na platformi 3DEKSPERIENCE smanjuje opseg korekcija za 80% u dizajnu električnog pogona, što posledično smanjuje troškove razvoja za više od 30%
- Vreme do proizvoda na tržištu je smanjeno za više od 20%
- Broj fizičkih prototipova smanjen za 50%
Saznajte više o 3DEXPERIENCE platformi
