Skip to main content
Kontakt
CADCAM Data

Projektovanje električnog pogona

Sa integrisanim modeliranjem i simulacijama na 3DEXPERIENCE platformi

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

 

 

On Cloud rješenje za timski rad
Zašto izabrati 3DEXPERIENCE platformu u „oblaku“?
Poslovanje u „oblaku“ transformiše način upotrebe i troškove softvera za projektovanje.
CATIA Lightweigh Engineering: Zmanjšajte stroške in optimizirajte proizvodnjo
CATIA Lightweight Engineering
Potrebni su vam novi alati koji će vam omogućiti inovativni pristup pretvaranju idejnog dizajna
Efikasnija saradnja uz 3DEXPERIENCE platformu
U uspešnim kompanijama shvataju da je bliska saradnja ključna komponenta uspeha. 3DEXPERIENCE
CATIA Connected Engineering: Dobitna kombinacija za zmagovalce na trgu
CATIA Connected Engineering: Dobitna kombinacija za pobednike na tržištu
Dobitna kombinacija za pobednike na tržištu.