E-mobilité
Rendre l'e-mobilité accessible au plus grand nombre, ce n'est pas seulement un énorme investissement, c'est aussi une grande entreprise opérationnelle. Les équipementiers, fournisseurs et nouveaux constructeurs automobiles investissent des milliards dans le développement de véhicules électriques innovants et cherchent à optimiser les processus de développement et de production. Dans cette optique, ils recherchent un partenaire stratégique pour les aider à réaliser leur objectif. Les technologies d'Altair changent la façon dont sont conçus les véhicules électriques particuliers, hors route et autonomes, ce qui leur permet d'accélérer le développement de produits, d'améliorer l'efficacité énergétique et d'optimiser les performances des systèmes intégrés.
Des solutions de conception durable pour répondre aux exigences des véhicules de prochaine génération.
Les solutions intégrées au niveau des systèmes, qui sont multidisciplinaires et multiphysiques permettent aux concepteurs de comprendre et d'optimiser les architectures complexes et connectées des véhicules électriques à batterie (VEB) actuels.
E-mobilité : du marché de niche au marché de masse.
Alors que les équipementiers commencent à créer des véhicules électriques à batterie pour leurs principaux clients afin de résoudre des problèmes tels que l'autonomie, l'efficacité de la transmission et les temps de charge, la conception devient un élément encore plus important du processus de développement. Il faut explorer rapidement les performances sous des tensions plus élevées, avec des innovations en matière de refroidissement et chercher en permanence à réduire le poids des véhicules.
Le basculement vers le cloud, un coup d'accélérateur pour les programmes de développement de véhicules.
Le calcul haute performance (HPC) à la demande permet d'adapter en toute sécurité les capacités de simulation pendant les pics de demande, et ainsi de réaliser les études d'optimisation détaillées et multidisciplinaires sur plusieurs programmes, afin de réduire les coûts et les risques liés au développement.
L'analyse des données pour orienter les premières décisions relatives aux dimensionnements des véhicules.
L'exploration du design en amont peut être accélérée pour identifier les concepts les plus prometteurs et un sous-ensemble de critères de performance critiques en appliquant des méthodes statistiques de réduction du nombre de variables de conception dont tient compte un programme de dimensionnement de véhicule.
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Accélérer le développement des produits
Développement de produits VEB : Pour aligner les cycles de développement des VEB aux calendriers de programmes des véhicules à groupe motopropulseur traditionnels, il faut modifier les structures et outils des équipes d'ingénieurs. Pour relever des défis uniques, les processus de conception par simulation font progresser les concepts jusqu'au stade du design en réduisant le nombre de reconceptions et de prototypes physiques. Altair® e-Motor Director™ est un environnement de travail unique dans lequel les spécialistes peuvent fournir les meilleures "best-practice" stockées sous forme de solutions que les utilisateurs peuvent déposer et connecter à des workflow plus complexes, prêts à être exécutés automatiquement.
Allègement pendant le préprogramme pour une conception équilibrée : La réduction de la masse est un facteur clé de l'autonomie des batteries et des performances de la propulsion électronique. Le processus de design d'Altair concept 1-2-3 permet aux concepteurs de créer et d'évaluer en toute confiance des architectures innovantes de nouvelle génération en utilisant la simulation pour définir l'architecture des véhicules, les processus de fabrication, la sélection des matériaux et les stratégies de plateforme.
L’exploration de concepts pour une sélection éclairée des moteurs électriques : utilisez l'exploration rapide de concepts et le classement de la faisabilité pendant la phase de prédimensionnement en vue d'une prise de décision optimale en matière de propulsion électrique. Altair® FluxMotor® peut être utilisé pour comparer les performances afin de sélectionner les meilleures topologies de moteurs électriques, en tenant compte de contraintes telles que le rendement, la température, le poids, la compacité et le coût.
Meilleure efficacité énergétique
Une large gamme de véhicule : Les voitures plus légères nécessitent moins de puissance de batterie pour accélérer et maintenir la vitesse, ce qui augmente l’autonomie d'une charge. La conception générative permet aux ingénieurs d'éliminer de la matière, tout en conservant les propriétés de résistance et de rigidité nécessaires à la sécurité et au confort. Puisque les blocs-batteries consomment moins d'énergie, ils sont plus petits, plus légers, et contribuent à considérablement alléger la voiture électrique.
Conception détaillée pour le rendement, le refroidissement et le bruit : pour équilibrer les exigences de performance, de coût et de poids, les concepteurs peuvent utiliser la simulation multiphysique pour améliorer l'expérience de conduite en mobilité électrique. La simulation électromagnétique approfondi des moteurs électriques avec Altair® Flux® et la simulation magnéto-thermique avec Altair CFD™ évaluent la convection et le rayonnement responsables des pertes de rendement. Altair® OptiStruct® apporte une visibilité sur la qualité sonore et l'expérience des passagers influencées par les systèmes de propulsion électrique, ainsi que sur le bruit du vent et de la route avec Altair CFD.
Défis de l'e-mobilité en matière de crash et de sécurité : Le bloc-batterie est essentiel à la sécurité de l'e-mobilité, et les résultats des simulations d'accidents de véhicules, d'impacts de débris routiers et de chocs doivent s'aligner à votre plan de développement de véhicule. Grâce à l'investissement d'Altair dans la sécurité des véhicules et à la collaboration avec les leaders de la recherche sur les batteries de véhicules, on peut aujourd'hui analyser avec efficacité et précision les défaillances mécaniques qui pourraient entraîner un court-circuit et des incendies de batteries.
Conception de l'e-mobilité pour demain
Optimisation des performances des VE : Les sous-systèmes des VE, qui influencent énormément les systèmes environnants, sont des occasions d'optimiser les performances des véhicules. Grâce à une approche pluridisciplinaire, les concepteurs peuvent analyser et optimiser les principales caractéristiques de performance des systèmes complexes pour trouver une conception finale équilibrée.
Pilotage et contrôle de l'intégration : Les solutions de développement basées sur modèles d'Altair s'appuient sur des modèles de simulation pour accélérer la conception, malgré les divers niveaux de complexité des systèmes mécatroniques. Différents niveaux de fidélité des modèles (de 0D à 3D) peuvent être déployés dans la conception des machines électriques, des convertisseurs de puissance et des stratégies de contrôle pour s'aligner à la phase de développement du véhicule. Les études de simulation 1D et 3D peuvent être couplées, séquentiellement ou simultanément, pour évaluer les performances des produits à l'aide de modèles de systèmes représentatifs, tous conçus pour améliorer l'efficacité de la conception.
V2X, ADAS et véhicules autonomes : les solutions d'e-mobilité doivent se connecter et interagir avec leur environnement sans interférer avec les systèmes électriques embarqués (EMC/EMI). Le logiciel électromagnétique haute fréquence et les outils de propagation d'ondes d'Altair® Feko® aident les concepteurs de véhicules à effectuer des tests de conduite virtuelle et à prendre en compte une gamme complète d'obstacles environnementaux en utilisant des communications dédiées à courte portée (DSRC) ou des signaux sans fil 5G.
Ressources disponibles
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.
