案例 | 西門子數字化技術讓純電動賽車加速駛向勒芒大賽

May 11 2023 17:39

随着可持續發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學生團隊正緻力于給出解答。  


InMotion團隊位于荷蘭海爾蒙德市的汽車園區 ,他們最新研發的賽車“Revolution”是一款純電動的勒芒賽車,集成了12分鍾快速充電技術以及新一代電池組。“我們正努力在交通領域取得創新突破,”InMotion客戶經理Martijn Scholtus表示,“據我們的觀察,電動車充電耗時過長是人們不願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分鍾内完成充電,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确保持續的創新。經驗豐富的往屆成員會定期與現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分鍾内完成充電,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指導

在過去的一年裏,InMotion團隊的關注重點是車隊的專業化。隊員們希望能像真正的賽車隊一樣專業化運作。InMotion團隊期待西門子數字化工業軟件能夠助其實現這一目标。


InMotion團隊經理Ewout Timmermans表示:“作爲一級方程式賽車專業軟件套件的提供商,西門子是InMotion團隊實現這一目标的重要合作夥伴。這意味着InMotion團隊将使用與職業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團隊成功研發出Revolution賽車。



創新思維迸發靈感

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,創建出Revolution賽車及其系統的數字孿生。憑借團隊的創新思維,InMotion成爲首批将Teamcenter®軟件完全集成到流程中,從而成爲利用Revolution數字主線中正确數據的學生團隊之一。


Teamcenter、NX和Simcenter都是西門子Xcelerator開放式數字商業平台中業務組合的一部分。面對TB級的數據交互,應用Teamcenter可以幫助不同的學生工程師在處理複雜的數字孿生的同時,專注于核心數據。


通過無縫連接數字主線中的高級仿真、數據管理和測試流程,Teamcenter在簡化流程方面發揮了重要作用。


InMotion團隊技術部經理Thomas Kuijpers說:“人們認爲我們的産品設計剛起步,其實不然。我們已經設計出Revolution賽車,其中涉及到賽車的各項詳細指标,包括賽車要求、參數設置、構思和約束條件。”



全面數字孿生的力量

基于設計和賽車标準,InMotion團隊的工程師們采用了經典的V型循環法,這是大多數汽車原始設備制造商(OEMs)常用的叠代設計開發方法。經過數月的設計和分析,該團隊開發出了Revolution賽車的設計圖。


“在設計像Revolution賽車這樣的産品時,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,進而在數字環境中對其進行測試,一旦在測試中發現問題,就可以及時進行調整和優化,從而确保我們可以更加順暢地在現實世界中進行生産。


工程團隊面臨的主要挑戰之一是Revolution賽車裝配的規模以及來自于不同領域的組裝該車型的專業工程師數量。


“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平台可以幫助這些工程師實現在同一個裝配模塊上的協同工作,同步更新叠代設計,這樣既可以避免覆蓋其他工程師的工作,也無需将裝配模塊進行拆分。”


利用數字主線開展設計

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


Kuijpers解釋說:“我認爲對大多數工程師來說,可以在虛拟世界中開展如此細節的工作,并準确地呈現先進的設計和工程性能,讓人大開眼界。”


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夥伴 。  


“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。”Kuijpers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,“特别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、後懸挂和後翼。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,哪裏需要設計加固,哪裏可能會損失一些材料。”


“基于這些互通的西門子數字化軟件,我們的設計将和賽車非常匹配,并發揮其應有的作用。” 他補充說,“無需做任何改動,一切就能正常工作。”



借助西門子Xcelerator業務組合中業内領先的功能,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。