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Elektromobilität

Elektromobilität

Die Bereitstellung von E-Mobilität für die breite Masse stellt nicht nur eine riesige Investition, sondern auch ein bedeutendes operatives Unterfangen dar. Da OEMs, Zulieferer und aufstrebende Fahrzeughersteller Milliarden in die Entwicklung innovativer Elektrofahrzeuge und die Optimierung von Entwicklungs- und Produktionsprozessen investieren, suchen sie nach einem strategischen Partner, der ihnen hilft, ihre Vision zu verwirklichen. Die Technologien von Altair verändern die Art und Weise, wie elektrische Passagier- und Off-Highway-Fahrzeuge sowie autonome Fahrzeuge entwickelt werden, und ermöglichen es, die Produktentwicklung zu beschleunigen, die Energieeffizienz zu steigern und die Leistung integrierter Systeme zu optimieren.

Nachhaltige Designlösungen zur Erfüllung der Anforderungen an Fahrzeuge der nächsten Generation.

Nachhaltige Designlösungen zur Erfüllung der Anforderungen an Fahrzeuge der nächsten Generation.

Integrierte, multidisziplinäre und multiphysikalische Lösungen auf Systemebene bieten Konstrukteuren die Möglichkeit, die komplexen, miteinander verbundenen Architekturen heutiger batterieelektrischer Fahrzeuge (BEVs – Battery-Electric Vehicles) zu verstehen und zu optimieren.

Skalierung der E-Mobilität vom Nischen- auf den Massenmarkt.

Skalierung der E-Mobilität vom Nischen- auf den Massenmarkt.

In dem Maße, in dem OEMs beginnen, batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) für ihre Hauptkunden zu entwickeln, um Fragen wie Reichweite, Effizienz des Antriebsstrangs und Ladezeiten zu klären, wird das Design zu einer noch wichtigeren Komponente des Entwicklungsprozesses. Dies erfordert eine rasche Auslotung höherer Systemspannungen, innovative Kühlungsimplementierungen und den ständigen Blick auf die Reduzierung des Fahrzeuggewichts.

Cloud-Bursting zur Verbesserung von Fahrzeugentwicklungsprogrammen nutzen.

Cloud-Bursting zur Verbesserung von Fahrzeugentwicklungsprogrammen nutzen.

On-Demand-HPC (High-Performance Computing) bietet die Möglichkeit, Simulationskapazitäten in Zeiten hoher Nachfrage sicher zu erhöhen. So können detaillierte, multidisziplinäre Optimierungsstudien auf vielen Programmen durchgeführt werden, um Entwicklungskosten und -risiken zu senken.

Nutzung der Datenanalyse zum Erreichen früher Entscheidungen im Fahrzeugbereich.

Nutzung der Datenanalyse zum Erreichen früher Entscheidungen im Fahrzeugbereich.

Eine frühe Designfindung kann beschleunigt werden, um die vielversprechendsten Konzepte und eine Teilmenge kritischer Leistungskriterien zu identifizieren, indem statistische Methoden zur Dimensionalitätsreduktion für eine große Anzahl an Designvariablen, die während eines Fahrzeugprogramms berücksichtigt werden, angewandt werden.

Produktentwicklung beschleunigen

Produktentwicklung beschleunigen

BEV-Produktentwicklung: Es sind Änderungen bei Entwicklungsteamstrukturen und -tools erforderlich, um BEV-Entwicklungszyklen mit den Zeitplänen herkömmlicher Antriebsstrang-Fahrzeugprogramme in Einklang zu bringen. Zur Bewältigung einzigartiger Herausforderungen helfen simulationsgesteuerte Designprozesse dabei, Konzepte mit weniger Umgestaltungen und physischen Prototypen in die Designphase zu bringen.

Leichtbau während der Vorprogrammierung für ausgewogenes Design: Massenreduzierung ist ein Schlüsselfaktor für die Reichweite der Batterie und die Leistung des E-Antriebs. Mit dem C123-Designprozess (Altair Concept 1-2-3) können Designer souverän innovative Architekturen der nächsten Generation schaffen und bewerten, indem sie im Hinblick auf Fahrzeugarchitektur, Fertigungsprozesse, Materialauswahl und Plattformstrategien Simulationen verwenden.

Designuntersuchung für eine fundierte E-Motor-Auswahl: Nutzen Sie die schnelle Designuntersuchung und Machbarkeitsbewertung während der Konzeptphase, um optimale Entscheidungen für den nachgeschalteten E-Antrieb zu treffen. Altair FluxMotor™ kann für Leistungsvergleiche genutzt werden, um unter Berücksichtigung von Einschränkungen wie Effizienz, Temperatur, Gewicht, Kompaktheit und Kosten die besten E-Motor-Topologien auszuwählen.

Verbesserung der Energieeffizienz

Verbesserung der Energieeffizienz

Breite Fahrzeugpalette: Leichtere Fahrzeuge benötigen weniger Batterieleistung zum Beschleunigen und Halten der Geschwindigkeit, sodass mit einer einzigen Aufladung weiter gefahren werden kann. Das generative Design ermöglicht Ingenieuren das Entfernen von Material unter Beibehaltung der für Sicherheit und Komfort erforderlichen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften. Da weniger Strom benötigt wird, verringert sich die Größe und das Gewicht der Batterien, die mit am meisten zum Gewicht eines Elektroautos beitragen.

Detailliertes Design für Effizienz, Kühlung und Geräuschbildung: Um Leistungs-, Kosten- und Gewichtsanforderungen auszugleichen, können Designer Multiphysics-Simulationen nutzen, um das Fahrerlebnis der E-Mobilität zu verbessern. Die detaillierte E-Motor-Elektromagnetik mit Altair Flux™ und die thermomagnetische Simulation mit Altair AcuSolve™ bewerten die Konvektion und Strahlung, die zu Effizienzverlusten beitragen. Altair OptiStruct™ bietet Einblicke in die Klangqualität und das Fahrgasterlebnis unter dem Einfluss von E-Antriebssystemen sowie Wind- und Straßengeräuschen mit Altair ultraFluidX™.

Herausforderungen der E-Mobilität bei Crash und Sicherheit: Die Batterie ist entscheidend für die Sicherheit der E-Mobilität. Die Erkenntnisse aus der Simulation von Fahrzeug-Crashs, den Auswirkungen von Straßenschmutz und von Stößen müssen auf die Geschwindigkeit Ihres Fahrzeugprogramms abgestimmt werden. Die Investition von Altair in die Fahrzeugsicherheit in Zusammenarbeit mit führenden Forschern im Bereich der Fahrzeugbatterien ermöglicht nun eine effiziente und genaue Analyse mechanischer Fehler, die aufgrund eines Kurzschlusses zu einem Batteriebrand führen könnten.

Die Zukunft der E-Mobilität gestalten

Die Zukunft der E-Mobilität gestalten

Optimierung der EV-Leistung: EV-Subsysteme haben erheblichen Einfluss auf umliegende Systeme und bieten Möglichkeiten zur Optimierung der Fahrzeugleistung. Mithilfe eines multidisziplinären Ansatzes können Designer wichtige Leistungsmerkmale komplexer Systeme analysieren und optimieren, um zu einem ausgewogenen Enddesign zu gelangen.

Integration von Antrieb und Steuerung: Die modellbasierten Entwicklungslösungen von Altair nutzen Simulationsmodelle, um die Bereitstellung des Designs zu beschleunigen, und unterstützen gleichzeitig verschiedene Ebenen der Komplexität mechatronischer Systeme. Bei der Entwicklung von elektrischen Maschinen, Leistungswandlern und Steuerstrategien können unterschiedliche Stufen der Modelltreue (von 0D bis 3D) entsprechend der Fahrzeugentwicklungsphase eingesetzt werden. 1D- und 3D-Simulationsstudien können, sequentiell oder simultan, gekoppelt werden, um die Produktleistung anhand repräsentativer Systemmodelle zu bewerten, die alle zur Verbesserung der Designeffizienz erstellt wurden.

V2X, ADAS und autonome Fahrzeuge: E-Mobility-Lösungen müssen sich mit ihrer Umgebung verbinden und mit ihr interagieren, ohne die elektrischen Systeme im Fahrzeug (EMC/EMI) zu stören. Die Software für hochfrequente Elektromagnetik und die Wellenausbreitungstools von Altair Feko™ helfen Fahrzeugdesignern bei der Durchführung von virtuellen Fahrtests und der Berücksichtigung einer ganzen Reihe von Umgebungshindernissen unter Verwendung von DSRC- oder 5G Wireless-Signalen (DSRC – Dedicated Short Range Communications).

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