Технологии цифрового моделирования изменили разработку новых электромобилей

Благодаря цифровому моделированию разработка и запуск на рынок новых моделей электротранспорта теперь занимает в полтора раза меньше времени. При этом проводить испытания настоящих, физических образцов нужно гораздо реже.

Об этом рассказал Андрей Келлер — профессор и доктор технических наук из Ассоциации автомобильных инженеров России. Он выступал перед началом II Международного форума Автонет.

За последние 20 лет разработчики автомобилей стали активно использовать компьютерное моделирование для проверки того, как машина будет двигаться. Раньше нужно было много раз испытывать настоящие прототипы. Теперь большая часть тестов проходит в компьютере.

Андрей Келлер говорит, что пока нельзя совсем отказаться от тестирования автомобилей в реальных условиях. Сначала инженеры создают цифровую модель машины, а потом нужно сделать несколько тестовых образцов — 2–3 штуки. Это необходимо для того, чтобы получить готовую модель автомобиля перед запуском производства небольшой партии машин.

С появлением электромобилей изменились способы их разработки. Основные части автомобиля остались те же: энергетическая установка, шасси, кузов, электрооборудование и дополнительное оборудование. Но физические процессы в электромобиле работают не так, как в машине с двигателем внутреннего сгорания.

Если в традиционном автомобиле основное внимание уделялось процессам преобразования тепловой энергии в механическую, то в электромобиле на первый план выходит моделирование электромеханической системы.

Мы рассматриваем электродвигатель как идеальный источник энергии, но на самом деле это сложная динамическая система со своими нелинейными характеристиками, которые необходимо учитывать, – поясняет эксперт.

Раньше в машине тепло создавал двигатель внутреннего сгорания. В электромобиле нужно по-другому поддерживать комфортную температуру внутри, и в жару, и в холод.

Очень важно понимать, как электромобиль взаимодействует с окружающим миром. Благодаря рекуперации энергии при торможении электромобили могут проехать больше на одном заряде в городе, чем обычные машины. Чтобы точно предсказать это, нужны сложные алгоритмы управления.

По словам профессора Келлера, качество исходного проектирования и применяемых математических моделей напрямую влияет на эффективность электромобиля:

Разница в запасе хода в городском и загородном цикле существенно зависит от класса автомобилей. Например, у BMW i4 eDrive35 GranCoupe эта разница меньше, чем у недорогих моделей автомобилей (в частности Chevrolet Bolt EV), что связано в том числе с качеством проектирования.

В создании систем управления для электромобилей важную роль играет цифровое моделирование. В обычных автомобилях все зависит от механических связей, а в электромобилях нужны сложные алгоритмы, которые связывают нажатие на педаль с работой мотора.

Еще одно новое направление — это моделирование процессов внутри аккумулятора и системы управления его температурой. Все это влияет на то, как электромобиль движется, и требует более сложных математических расчетов.

3 декабря 2024 года в Московском Политехе пройдет важное мероприятие — II Международный форум Автонет. На нем более ста ведущих экспертов обсудят развитие электротранспорта в России. Они поговорят о планах производства такого транспорта до 2030 года, о разработке необходимых деталей и программного обеспечения, о создании инфраструктуры для зарядки транспорта и подготовке специалистов.

Ранее мы опубликовали ТОП-10 траспортных технологий в 2025 году.

29.11.2024