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案例 | 西門子數(shù)字化技術讓純電動賽車加速駛向勒芒大賽

May 11 2023 17:39

隨著可持續(xù)發(fā)展日益受到全球關注,越來越多的賽車隊正在考慮使用電動汽車參賽。當參加勒芒耐力賽的賽車都是電動汽車,會是怎樣的場景?如果傳統(tǒng)賽車的加油耗時與電動賽車的充電耗時相近,電動賽車是否會得到普遍應用?來自荷蘭Eindhoven University of Technology的InMotion學生團隊正致力于給出解答。  


InMotion團隊位于荷蘭海爾蒙德市的汽車園區(qū) ,他們最新研發(fā)的賽車“Revolution”是一款純電動的勒芒賽車,集成了12分鐘快速充電技術以及新一代電池組?!拔覀冋υ诮煌I域取得創(chuàng)新突破,”InMotion客戶經(jīng)理Martijn Scholtus表示,“據(jù)我們的觀察,電動車充電耗時過長是人們不愿意選擇電動汽車的原因之一。因此,我們希望盡可能縮短充電時間。Revolution賽車可在12分鐘內(nèi)完成充電,這是一個巨大的飛躍。我們期待其能夠駛向勒芒24小時耐力賽。



InMotion團隊以基金會的形式運作,成員主要由學生組成,并通過成員的每年輪換確保持續(xù)的創(chuàng)新。經(jīng)驗豐富的往屆成員會定期與現(xiàn)任隊員分享信息并幫助他們解決技術難題。


InMotion團隊至今以成功打造四輛創(chuàng)新型賽車,包括生物乙醇賽車Ignition(最快的大學生三級電動方程式賽車)、Fusion、Vision(更符合空氣動力學的電動概念車)和Revolution(可在12分鐘內(nèi)完成充電,速度快于保時捷電動車和特斯拉)。


西門子解決方案提供專業(yè)指導

在過去的一年里,InMotion團隊的關注重點是車隊的專業(yè)化。隊員們希望能像真正的賽車隊一樣專業(yè)化運作。InMotion團隊期待西門子數(shù)字化工業(yè)軟件能夠助其實現(xiàn)這一目標。


InMotion團隊經(jīng)理Ewout Timmermans表示:“作為一級方程式賽車專業(yè)軟件套件的提供商,西門子是InMotion團隊實現(xiàn)這一目標的重要合作伙伴。這意味著InMotion團隊將使用與職業(yè)賽車隊相同的軟件技術與服務。借助西門子覆蓋汽車設計、制造和工程的所有軟件,InMotion團隊成功研發(fā)出Revolution賽車。



創(chuàng)新思維迸發(fā)靈感

InMotion團隊借助西門子NX?軟件進行詳細的計算機輔助設計(CAD)工作,并借助Simcenter STAR-CCM+?、Simcenter 3D等多種Simcenter?軟件工具完成高級工程任務,創(chuàng)建出Revolution賽車及其系統(tǒng)的數(shù)字孿生。憑借團隊的創(chuàng)新思維,InMotion成為首批將Teamcenter®軟件完全集成到流程中,從而成為利用Revolution數(shù)字主線中正確數(shù)據(jù)的學生團隊之一。


Teamcenter、NX和Simcenter都是西門子Xcelerator開放式數(shù)字商業(yè)平臺中業(yè)務組合的一部分。面對TB級的數(shù)據(jù)交互,應用Teamcenter可以幫助不同的學生工程師在處理復雜的數(shù)字孿生的同時,專注于核心數(shù)據(jù)。


通過無縫連接數(shù)字主線中的高級仿真、數(shù)據(jù)管理和測試流程,Teamcenter在簡化流程方面發(fā)揮了重要作用。


InMotion團隊技術部經(jīng)理Thomas Kuijpers說:“人們認為我們的產(chǎn)品設計剛起步,其實不然。我們已經(jīng)設計出Revolution賽車,其中涉及到賽車的各項詳細指標,包括賽車要求、參數(shù)設置、構思和約束條件?!?/span>



全面數(shù)字孿生的力量

基于設計和賽車標準,InMotion團隊的工程師們采用了經(jīng)典的V型循環(huán)法,這是大多數(shù)汽車原始設備制造商(OEMs)常用的迭代設計開發(fā)方法。經(jīng)過數(shù)月的設計和分析,該團隊開發(fā)出了Revolution賽車的設計圖。


“在設計像Revolution賽車這樣的產(chǎn)品時,必須先建立一個可靠的模型,” Kuijpers表示,“這就是我們采用西門子技術的價值所在。例如,我們可以通過西門子NX進行3D建模,進而在數(shù)字環(huán)境中對其進行測試,一旦在測試中發(fā)現(xiàn)問題,就可以及時進行調(diào)整和優(yōu)化,從而確保我們可以更加順暢地在現(xiàn)實世界中進行生產(chǎn)。


工程團隊面臨的主要挑戰(zhàn)之一是Revolution賽車裝配的規(guī)模以及來自于不同領域的組裝該車型的專業(yè)工程師數(shù)量。


“我們擁有一個陣容龐大的工程團隊,不同的工程師會有不同的委托任務。”Kuijpers說道,“西門子Teamcenter平臺可以幫助這些工程師實現(xiàn)在同一個裝配模塊上的協(xié)同工作,同步更新迭代設計,這樣既可以避免覆蓋其他工程師的工作,也無需將裝配模塊進行拆分。”


利用數(shù)字主線開展設計

對于團隊中的一些工程師來說,在數(shù)字主線中應用數(shù)字孿生是一種嶄新嘗試,原型設計和現(xiàn)場故障排除等老式的工作模式已經(jīng)成為過去。


Kuijpers解釋說:“我認為對大多數(shù)工程師來說,可以在虛擬世界中開展如此細節(jié)的工作,并準確地呈現(xiàn)先進的設計和工程性能,讓人大開眼界?!?/span>


然而,該團隊很快就認識到,讓每個人都能快速掌握所有的西門子解決方案并非易事。他們還從cards PLM Solutions上獲得幫助。cards PLM Solutions是位于荷蘭南部貝斯特(Best)的西門子白金智能專家合作伙伴 。  


“cards PLM Solutions的顧問能夠迅速作出響應,在我們遇到困難時及時解答?!盞uijpers解釋說,“對于學生來說,西門子Xcelerator還能夠提供各類課程與案例,這對我們來說大有裨益。”


“我經(jīng)常使用西門子NX和Simcenter進行強度分析,”InMotion的電池組工程師Chiel Boons表示,“特別是在設計有難度的部分時,比如承載所有部件的管狀框架、整個電動動力系統(tǒng)、后懸掛和后翼。所有這些都必須與輪胎載重相匹配。這一工作可以通過NX中的模型在Simcenter中進行強度分析測試來完成,看看車架是否能保持住,哪里需要設計加固,哪里可能會損失一些材料。”


“基于這些互通的西門子數(shù)字化軟件,我們的設計將和賽車非常匹配,并發(fā)揮其應有的作用。” 他補充說,“無需做任何改動,一切就能正常工作?!?/span>



借助西門子Xcelerator業(yè)務組合中業(yè)內(nèi)領先的功能,InMotion團隊可依靠堅實的工程基礎在電動賽車中取得成功,并有望讓電動賽車駛入勒芒大賽。