電動車時代來臨 SIMULIA Abaqus有限元素分析重新定義技術演進
SIMULIA很高興與行業領導者合作，他們正在利用模擬能力加快開發週期並推動轉型。今天，我們很榮幸介紹福特汽車公司電氣化系統工程的CAE技術領導者－米哈伊爾·伊亞科夫（Mikhail Ejakov），來談論他如何使用模擬來支持轉向電動車。
汽車工業正在發生一場革命，製造商們爭相用表現同樣出色的電動車取代市場領先的內燃引擎（ICE）車輛。具有前瞻性的汽車製造商已經開始了轉型之旅，為了實現這一目標，許多人已經承諾在短短幾年內完全轉向電動。隨著監管機構也施加壓力，這項電車軍備競賽正在加速，對比以往將更快地推進有競爭力的新車輛和技術推向市場。
歐洲的監管機構計劃到2035年禁止銷售新的內燃引擎車輛，這類型開發精密新電動車的要求，對於即使是成熟、先進的ICE汽車公司來說，依然是一個艱難且費時的挑戰。
擁抱巨大的轉變
產業巨大的需求加速催化了創新的進程，電動車自內燃引擎（ICE）技術成熟之前早已行之有年，然而這些情境就像在20世紀初的一段時間裡，哪種技術將成為道路車輛的主要推進方法還不清楚，伊亞科夫說，電動車行業也正在經歷類似的階段，我們正在改變的路途中，大家都不確定最終會到達哪裡，但我們知道這項推進正在前往某個地方。
從外界看來，轉向電動車似乎是一件簡單的事，只需將內燃引擎（ICE）換成電動動力總成即可，但對於像福特這樣在ICE車輛上積累了數十年全球領導地位的汽車製造商來說，全面電動化將是一項巨大的任務。
這將是一次巨大的板塊轉移，伊亞科夫說，多年來，該行業的許多人在開發非常高效、實用、可靠和便利的ICE車輛方面投入了巨大努力。我們正在從這個競爭激烈、非常先進的舒適區移向一個新的、不同的地方。我們有的不再是引擎和汽油或柴油，而是配備電動馬達和電池的車輛。整個技術正在改變，這改變了客戶如何使用車輛，如何駕駛和享受它。這不是單純地取出一種傳統推進系統並放入一個新的。現在，在變革方面一切都擺在桌面上。
擁抱這一轉變將帶來機遇和技術挑戰。
「目前還不清楚哪種技術將勝出，伊亞科夫說，人們認為你只需要一個電池和一個電動馬達，但這些術語是泛泛的，它們忽略了關於你想製造的特定馬達的所有細節。例如，你想如何設計變流器？需要包括哪些特定功能？需要哪些架構、零件和子系統？然後，你想要哪種電池，以及它將如何在車輛中的哪個位置安置？你需要關注主要功能，但其他所有事情也需要照顧，因為車輛需要是一種便利的交通方式，同時又高效和安全，所有事情都必須從頭考慮和設計，以與保持不變的元素協同工作。」
由ICE車輛在數十年間完善設定的成功標準很高。
伊亞科夫表示，在電動車中，其便利性轉化為續航里程和充電時間，充電需要多長時間，單次充電可以行駛多遠，這些是電動車最大的便利性挑戰之一，因為傳統車輛太好了，在加油站給ICE車輛加油只需五分鐘，而那種燃料中的能量是巨大的。
但，除了方便和實用之外，每輛電動車還必須具有成本效益，從傳統ICE車輛的價格中獲得的價值是驚人的，電動車較難與之競爭。
達梭系統能提供的關鍵解決方案
伊亞科夫表示，模擬分析將會是直面電氣化系統工程的關鍵，這一切的開始來自於達梭系統 SIMULIA 的Abaqus，這是一款基於有限元素的分析軟體，我們在尋找市場上可用的最佳解決方案，這正是SIMULIA在許多領域所提供的。
除了Abaqus，伊亞科夫還強調了SIMULIA的Isight解決方案，它允許用戶在模擬過程中結合多個跨學科模型。
「模擬分析是工程過程的一部分，我們正在處理複雜的科學和工程挑戰，透過Abaqus有限元素分析可以為我們解決每一個複雜問題，要設計一個完善的電動車工程系統，你需要了解它是如何工作的，並能夠對其進行建模，因為你不能僅憑物理模型測試就做到這一點。」
模擬在行動中
模擬使伊亞科夫及其團隊能夠提煉在特定領域存在的知識和專業技能。例如，電動車工程要求對在ICE動力傳動系統中不起作用的系統和物理學有所了解。
「在電動車工程中，有一些新的領域在傳統動力傳動系統中不存在，比如電磁場，伊亞科夫說，模擬幫助我們理解這些並圍繞它們進行設計。」
然後是更熟悉的挑戰，這些挑戰在所有車輛工程中都很常見。
「理解和測試更傳統的問題，如耐久性、振動和熱管理，也是至關重要的，伊亞科夫說，同樣，你需要對系統進行建模，因為你必須圍繞這些問題進行設計。你需要找到新的權衡、新的最優空間，並確保一切運行得像鐘表一樣。」
在這一切中，理解是關鍵詞，所有汽車製造商都在一定程度上使用模擬，但那些取得最佳成果的企業已經投入時間來準確了解模擬能實際做到什麼成就。
伊亞科夫再次強調：「有一種觀念認為模擬很容易 ，畢竟你只需按一個按鈕，解決方案就會神奇地彈出來，但在電動車這個行業中其實沒有魔法，理解模擬是什麼以及它能做什麼需要大量的辛勤、智力工作，然後當它起作用時，它看起來確實像魔法，因為模擬和動畫非常令人印象深刻。」
擴展視野
隨著傳統汽車公司轉向電動車，他們也清楚地意識到需要加速創新，確保他們的創新在眾多產品中脫穎而出，這是一個競爭激烈的環境，不僅僅局限於單一組織。
伊亞科夫說，汽車工業是一個複雜的生態系統，包括汽車公司、供應商和其他參與者，我個人認為這可能是所有行業中最先進、最有競爭性的，當然，機械工程和電氣化市場同樣非常有競爭力。
這個廣闊而複雜的行業正在以如此之快的速度轉型，以至於很難準確預測幾十年後它會變成什麼樣子。但有一點是肯定的，那就是值得等待。
「沒有人知道這個行業在20年後會變成什麼樣子，因為這是一個非常廣闊、開放的空間，我知道的一件事是它將會非常有趣。現在人們正處於一個激動人心的旅程的開始，我們還有很長的路要走，我們的確切路徑和最終目的地相信會讓所有人都感到驚喜。」
