Elektrifizierung
Es ist ein schwieriges Unterfangen, den weltweit wachsenden Verkehrsbedarf und die Anforderungen an eine umweltfreundliche Mobilität zu erfüllen. Altairs Lösungen für die Elektrifizierung adressieren diese Herausforderung, indem sie Unternehmen dabei unterstützen, energieeffiziente Systeme zu entwickeln, wie z.B. elektrische Antriebsstränge, die weniger Kohlenstoffemissionen in die Atmosphäre abgeben, sowie nachhaltige elektrische Straßenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Schwermaschinen und Bahnsysteme.
Unternehmen nutzen die vernetzten Fähigkeiten von Altair, um ihre Designs leichter zu gestalten, die Leistung integrierter Systeme zu optimieren, Nachhaltigkeits- und Effizienzziele zu erreichen und Fortschritte in der Elektromobilität schneller voranzutreiben.
Eine nachhaltige Zukunft gestalten
Unternehmen, die die Verbrauchernachfrage nach nachhaltigen Elektrifizierungsinnovationen erfolgreich und schnell befriedigen, können erhebliche Marktanteile gewinnen. Für Innovation sind jedoch die richtigen Technologiepartner mit den richtigen Angeboten für Design, Simulation, Datenanalyse, künstliche Intelligenz (KI) und High-Performance Computing (HPC) erforderlich.
Altairs Elektrifizierungslösungen beschleunigen den Leichtbau, verbessern die Energieeffizienz und optimieren die Systeme, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. Dadurch können Unternehmen ihre Nachhaltigkeitsziele und die Nachfrage der Verbraucher nach Lösungen für den Schwerlastverkehr, Flugzeuge, Autos, Schienenfahrzeuge und andere E-Transportmittel erfüllen.
Darüber hinaus müssen e-Mobility-Lösungen mit ihrer Umgebung verbunden sein und mit ihr interagieren, ohne die elektrischen Systeme im Fahrzeug zu stören (EMC/EMI). Die Software für elektromagnetische Hochfrequenzanwendungen Altair® Feko® und Wellenausbreitungstools helfen Fahrzeugentwicklern bei virtuellen Fahrtests und berücksichtigen eine Vielzahl von Hindernissen in der Umgebung, die entweder durch Dedicated Short Range Communications (DSRC) oder 5G Funksignale entstehen.
Elektrifizierung beschleunigen
Schnellere Prozesse
Die Altair Lösungen für die Elektrifizierung und die schlanken Produktvalidierungsprozesse geben den Anwendern einen ganzheitlichen Einblick für eine bessere Entscheidungsfindung zwischen technischen, sicherheitsrelevanten und effizienten Kompromissen und ermöglichen den Teams komplexe, verbundene Architekturen in E-betriebenen Systemen schnell zu optimieren und zu entwickeln.
Schnellerer Ablauf
Globaler Zugang zu vernetzten Multiphysik-Funktionen und -Daten durch Altair One™ ermöglicht eine reibungslose Zusammenarbeit und einen reibungslosen Ablauf. Der Zugang zu wiederholbaren, simulationsgestützten Designprozessen verkürzt die Entwicklungszyklen, verbessert die Effizienz und unterstützt die Produktion im großen Maßstab. On-demand HPC bietet sichere, skalierbare Simulationsmöglichkeiten bei Nachfragespitzen. Flexibles Cloud-basiertes HPC unterstützt auch multidisziplinäre Optimierungsstudien für mehrere Software gleichzeitig, was Entwicklungskosten und -risiken reduziert.
Effiziente Antriebsstränge
OEMs, die E-Mobilitätsprodukte herstellen, müssen sich mit der Reichweite der Batterien, der Effizienz des Antriebsstrangs und den Ladezeiten befassen. Die richtige Auslegung dieser Aspekte ist für eine erfolgreiche Produktentwicklung entscheidend und erfordert die rasche Erforschung höherer Systemspannungen, innovativer Kühlungsimplementierungen, effizienter Energieumwandlung, optimierter Fahrzeug-Aerodynamik und Reduzierung des Fahrzeuggewichts, um sicherzustellen, dass die Übertragungs- und Verteilungssysteme die erhöhte Belastung durch die Elektrifizierung bewältigen können.
Altairs Elektrifizierungs- und Multiphysik-Workflows ermöglichen einen digital vernetzten, durchgängigen Simulationsprozess für die Entwicklung effizienter Antriebsstränge, die ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung, Kosten
und Gewicht bieten.
Erschwingliche elektrische Lösungen
Der Lebenszyklus und die Wartung elektrifizierter Fahrzeuge unterscheiden sich von denen mit Verbrennungsmotoren (internal combustion engine - ICE). Unternehmen brauchen Technologiepartner, die den Unterschied verstehen und zukunftsorientierte Lösungen anbieten, die Fähigkeiten des digitalen Zwillings beinhalten, die sich an neue Anforderungen anpassen können, ohne dass die Kosten steigen.
Unabhängig davon, ob es sich um die Anpassung bestehender Arbeitsabläufe oder die Einführung neuer Prozesse für die heutigen Anforderungen handelt, Altairs Lösungen für die Elektrifizierung passen sich Ihren Bedürfnissen an und entwickeln sich mit Ihrem Unternehmen weiter, um Produktinnovationen schneller und kostengünstiger auf den Markt zu bringen. Unser flexibles Lizenzierungssystem Altair Units spart Unternehmen 30-50 % im Vergleich zu herkömmlichen Lizenzierungsmethoden und ermöglicht eine nahtlose Datenverarbeitung und Zusammenarbeit zwischen technischen Teams.
Batteriedesign für die Elektrifizierung von Fahrzeugen
Die Entwicklung effizienter, leistungsfähiger, sicherer und erschwinglicher Batterien ist für die erfolgreiche Einführung von Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energiesystemen entscheidend.
Leichtere Fahrzeuge benötigen weniger Batterieleistung für die Beschleunigung und die Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit, so dass mit einer einzigen Ladung eine größere Reichweite erzielt werden kann. Generatives Design ermöglicht es den Ingenieuren Material einzusparen und gleichzeitig die für Sicherheit und Komfort erforderlichen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften beizubehalten. Auch das Wärmemanagement ist ein wichtiger Aspekt des Designs. Die richtige Kühlstrategie sorgt für optimale Ladezeiten und eine längere Lebensdauer der Batterien.
Ein solides Batteriedesign ist entscheidend für die Sicherheit. Erkenntnisse aus der Simulation von Fahrzeug-Crashs, Straßenaufprall und Stößen müssen mit den Zeitvorgaben Ihres Fahrzeugprogramms in Einklang gebracht
werden. Altairs Investition in die Fahrzeugsicherheit, in Zusammenarbeit mit führenden Unternehmen der Fahrzeugbatterieforschung, ermöglicht eine effiziente und genaue mechanische Fehleranalyse, um Batteriebrände zu verhindern.
Simulation von Elektromotoren
Die Entwicklung innovativer E-Motoren erfordert bewährte Multiphysik- und Optimierungslösungen. Um diesen modernen Entwicklungsherausforderungen gerecht zu werden, kombiniert Altair® e-Motor Director™ nahtlos Simulationen von Elektromagnetik, Noise, Harshness and Vibration (NVH) und numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics - CFD) in einer einzigen Arbeitsumgebung. Hier können Spezialisten Best-Practice-Beispiele speichern, die von Nicht-Spezialisten zur schnelleren Produktentwicklung wiederverwendet werden können.
Die Nutzung einer raschen Entwurfsuntersuchung und Machbarkeitsbewertung in der Konzeptphase liefert Informationen für optimale nachgelagerte E-Antriebsentscheidungen. Entwicklungsteams können Altair® FluxMotor® nutzen, um Leistungsvergleiche anzustellen und die besten E-Motor-Topologien zu ermitteln, wobei Einschränkungen wie Effizienz, Temperatur, Gewicht, Kompaktheit und Kosten berücksichtigt werden müssen. Detaillierte E-Motor-Elektromagnetik gekoppelt mit thermischer Simulation mit Altair CFD™ unterstützt Teams bei der Entwicklung von Elektroantrieben mit hoher Leistungsdichte. Altair® OptiStruct® bietet Einblicke in die Geräuschqualität und Vibrationen, die durch E-Antriebssysteme beeinflusst werden.
Simulation von Leistungselektronik und E-Motor-Antrieben
Ein effizientes und zuverlässiges Energiemanagement ist entscheidend für die Leistung eines Fahrzeugs. Dazu gehören die Energieumwandlung und -verteilung, um sicherzustellen, dass elektrifizierte Systeme in Antriebssträngen, die für die Elektrifizierung von Fahrzeugen, Flugzeugen und anderen E-Mobilitätssystemen entwickelt wurden, sicher funktionieren.
Die Simulation multiphysikalischer E-Mobilitätssysteme in einer einzigen, vernetzten Lösungsumgebung hilft Elektrifizierungsinnovatoren, die Auswirkungen von Antriebsstrang, E-Motoren und Batteriefunktionen auf die Systemleistung besser zu verstehen. Mit über 25 Jahren Erfahrung in der Leistungselektronik bietet Altair® PSIM™ einen kompletten Arbeitsablauf vom Konzeptentwurf bis zur Hardwareimplementierung für Leistungsumrichter und Motorantriebe. Mit wertvollen Einblicken in Leistungsverluste, Kühlungsanforderungen, leitungsgebundene elektromagnetische Störungen (EMI) und Wechselrichtereigenschaften können Unternehmen komplexe Wechselwirkungen beobachten und optimieren, um sicherzustellen, dass ihre Produkte der nächsten Generation die Kundenanforderungen an eine zuverlässige, effiziente und kostengünstige Elektromobilität erfüllen.
Elektrifizierung von Fahrzeugen: Systeme und Dynamik
Die Einbindung elektrifizierter Systeme in bestehende Produktdesigns kann komplex sein, insbesondere wenn es darum geht, die Dynamik mehrerer miteinander verbundener Systeme zu erhalten oder zu verbessern. Die modellbasierten Entwicklungslösungen von Altair unterstützen mehrere Simulationsmodelle mit unterschiedlicher Genauigkeit, um die Designentwicklung zu beschleunigen und gleichzeitig verschiedene Komplexitätsstufen mechatronischer Systeme zu bewältigen. Die Verwendung von 0D- bis 3D-Modellen in verschiedenen Phasen der Entwicklung von elektrischen Maschinen, Stromrichtern und Steuerungsstrategien ermöglicht es Unternehmen, Steuerungsalgorithmen in einem kontinuierlichen, vernetzten Entwicklungsprozess anzupassen und zu verbessern. Die Nutzung integrierter 1D- und 3D-Modelle in sequenziellen oder gleichzeitigen Simulationen hilft Unternehmen, die Leistungsfähigkeit ihrer Produkte zu bewerten und die Effizienz der Konstruktion zu steigern. Altairs multidisziplinäre Lösungen für Systemsimulationen können die kombinierten Auswirkungen verschiedener Parameter auf die elektromagnetische, thermische und strukturelle Leistung vorhersagen, um optimierte Entwürfe zu erstellen.
Leichtbau und Elektrifizierung
Leichtere Produkte benötigen unter allen möglichen Betriebsbedingungen weniger Energie und Leistung, was zu einer längeren Batterielebensdauer und einer größeren Reichweite im Vergleich zu schwereren Produkten führt. Ein leichteres Akkupaket erhöht die Reichweite und ermöglicht Gewichtseinsparungen durch sekundäre Effekte. So führt eine geringere Batterieleistung zu einem verkleinerten Batteriepaket, das die Struktur des Produkts weniger belastet und zu weiteren Gewichtseinsparungen beiträgt. Diese Leichtbautendenzen wirken sich auf die strukturelle Sicherheit des Fahrzeugs, die NVH und die Fahrdynamik aus. Unternehmen können Altairs Lösungen für generatives Design und Mehrkörperdynamik nutzen, um das Gewichtseinsparungspotenzial ihres Produktdesigns und dessen Einfluss auf das Fahrerlebnis zu ermitteln.
Ausgewählte Ressourcen
Your Global Partner to Boost Electrification Projects
The path towards electrification requires significant investment, changes to technologies, development processes and even organizational structures. This introductory webinar will reveal Altair's simulation- and data-driven design tools to accelerate all electrification projects by helping to make good decisions early. The session will cover solutions for the design of the various parts of electric drive systems, from the battery to the wheels; while considering system integration and the architecture changes that must be made at vehicle level to build innovative energy efficient electric mobility solutions.
Fully Automated Optimization Engine
ZF develops a wide variety of e-motors and e-drives for a broad spectrum of automotive customers. To optimally incorporate development and production costs from the outset, their designers must find solutions to maximize shared parts within the given requirements for the motors. ZF, in collaboration with Altair, employed a simulation and data-driven solution that empowered them to consider shared parts, costs, and further constraints to automatically find best configurations for a modular motor platform.
Disrupting the Battery Development Process with an Intelligent Digital Twin
Danson Joseph, Managing Director of Danecca, presents at the UK Altair Technology Conference 2022.
Simulation is now the dominant technology driving the design process. Optimization and machine learning, together with the availability of inexpensive computing place simulation at the heart of the design process, and at the evolution of the Digital Twin. EV battery packs present a unique opportunity to showcase the power of simulation and the benefits of the Digital Twin.
Battery Thermal Management Systems (BTMS) use logic to control the thermal balance needed for reliable and long-lasting battery pack designs. A key driver is ensuring cells operate under load within a specified temperature window. The system design challenge is to balance the heat generated by current demand and supply against an efficient cooling strategy.
A Digital Twin has been created which presents a virtual representation of a physical battery pack subject to a transient duty cycle. The Digital Twin mimics the embedded control logic of the hardware to manage system heating and cooling during the event.
Capturing the complex physics and system response with the Digital Twin in timescales commensurate with the physical hardware enhances the role of simulation within the UK battery development community. The battery Digital Twin presents new opportunities for rapid, holistic, design exploration and innovation.
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.
