Ansys & Porsche Motorsport

차량 성능의 전동화

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새로운 한계에 도전하다

Ansys와 Porsche Motorsport는 함께 차세대 e-모빌리티 경쟁을 주도하고 있습니다. TAG Heuer Porsche Formula E 팀의 Porsche 공식 기술 파트너로서 Ansys는 Porsche 최초의 완전 전기 레이스 차량인 Porsche 99X Electric의 설계를 지원하고 있습니다.

이 파트너십을 통해 Porsche E-Performance Powertrain의 개발에서 업계 최고의 엔지니어링 시뮬레이션과 Porsche의 고성능 자동차 엔지니어링을 적용하 Porsche Motorsport의 전동화 솔루션은 레이스용 차량과 승용차의 파워트레인 효율을 극대화하고자 하는 Porsche Motorsport의 의지를 보여줍니다.

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첨단 e-모빌리티
지원

전자기 토크와 출력 밀도의 극대화부터 전력 변환기와 배터리 온도의 신속한 예측과 전기 파워트레인의 전반적인 효율성 극대화까지. Porsche 엔지니어들은 Ansys의 시스템 레벨 멀티피직스 툴를 활용하여 99X Electric의 성공 공식을 설계했습니다.

이러한 기술을 통해 Porsche 엔지니어들은 실제 프로토타입을 제작해야 할 필요성이 줄었으며.컨셉 설계의 가상 테스트를 통해 최적의 설계에 빠르게 도달할 수 있었습니다. 이 시스템은 필수 99X Electric 하위 시스템 및 구성 요소에 상당한 에너지 효율을 제공하여 트랙에서 장거리 주행 시 엄청난 속도를 유지할 수 있습니다.

시물레이션에 연결

전기 기계

전기 파워트레인의 전체 성능은 전기 장비의 효율 및 출력/토크 밀도에 의해 직접적인 영향을 받습니다. 이러한 이유로 배터리 전기 차량에는 일반적으로 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Machine)이 선택됩니다. 인버터 전환 및 온도 영향으로 인한 고정자 전류의 고주파 리플을 고려하여, 전기 장비의 성능은 레이싱 트랙의 모든 속도/토크 부하 지점에 최적화되어야 합니다.

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배터리

ABB FIA Formula E World Championship의 모든 완전 전기 레이스 차량은 시즌 내내 동일한 메인 트랙션 배터리 팩을 사용합니다. ABB Formula E 레이스에서 사용 가능한 에너지는 제한되어 있으므로 특정 레이싱 트랙의 전력 프로필에 따라 배터리 전기 및 열 거동에 대한 정확한 모델을 보유하여 충전, 전압 및 온도의 배터리 상태를 예측하는 것이 중요합니다. 이러한 예측은 전기 거동에 대한 등가 회로 모델(ECM)을 배터리의 열 거동에 대한 동적 감소 주문 모델(Dyna-ROM)과 결합함으로써 가능해집니다.

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기어박스

전기 장비가 휠에서 토크의 동력 변환기를 생성하면 감속 기어 시스템이 중요한 역할을 합니다. 엔지니어들의 설계 과제는 전기 구동 라인의 높은 효율성과 변조를 유지하는 동시에 전체 주행 주기 동안 기관의 열 소산 및 소음 가혹성을 통제하는 것입니다. Ansys 멀티 도메인 시뮬레이션은 최적의 효율적인 변속기 구동 라인 설계를 위한 핵심 툴입니다.

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파워 일렉트로닉스

전기차의 트랙션 인버터의 최적 설계는 전기 파워트레인의 전반적인 성능을 위해 매우 중요합니다. 높은 출력 밀도, 높은 전압 및 전류 등급과 새로운 넓은 밴드갭 반도체 전력 장치의 빠른 전환 속도가 트랙션 인버터 설계를 어렵게 하는 요소입 니다. 트랙션 인버터의 효율을 최적화하려면 레이스 중 변화하는 전환 전류, 전압 수준, 온도 등 다양한 작동 조건에서의 전력 손실을 정확하게 예측해야 합니다. 성능을 최적화하고 성공적인 레이스를 위한 핵심인 기능적 안전 및 신뢰성을 보장합니다.

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시스템 분석

전기 파워트레인의 전반적인 효율은 일반적으로 90% 이상이므로 더 최적화하기가 쉽지 않습니다. 특히 고성능 전기 차량에서는 레이스 트랙에서 한 바퀴 또는 여러 바퀴를 도는 데 따른 효율성이 매우 중요합니다. 이 기능을 사용하려면 파워트레인의 각 구성 요소에서 전력 손실을 정확하게 예측하고 온도, 속도/토크 부하 지점, 충전 배터리 상태(SOC) 등 다양한 작동 조건에서 구성 요소 간의 상호 작용을 분석해야 합니다. 따라서 구성 요소 효율성 최적화가 파워트레인의 전체 효율성 최적화와 동등하지 않습니다. 차수 감수 모델링(ROM) 기법을 사용한 시스템 시뮬레이션과 실제적인 제어를 통합하여 전기 파워트레인의 성능을 최적화할 수 있습니다.

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Porsche Motorsport & Ansys: 레이스 트랙부터 도로까지 e-모빌리티 혁신 가속화

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Porsche가 파워트레인의 성능과 효율성을 극대화한 방법

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TAG Heuer Porsche Formula E 팀 & 소식

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레이스 캘린더

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TAG Heuer Porsche Formula E Team, Ansys 시뮬레이션으로 파워트레인 역동성 최적화

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Porsche Motorsport: 고성능 파워트레인의 전력 손실 분석

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고성능 전기 파워트레인의 효율 계산을 위한 시뮬레이션 워크플로

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시뮬레이션을 활용하여 효율적인 파워트레인 개발

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ABB Formula E – 시뮬레이션 툴로 어떻게 Formula E 자동차 설계를 향상시켰을까?

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Keynote Simulation World 2020: Porsche 99X Electric을 레이스 트랙에서 기술 연구소로 가져오다

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Ansys 리더 집중 조명

Michael Steiner

Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG의 이사회 연구 및 개발 일원

"Ansys는 TAG Heuer Porsche Formula E 팀은 힘든 경쟁에서 앞서나갈 수 있도록 가장 효과적인 전기 파워트레인을 개발하도록 돕고 있습니다. Porsche Motorsport에서 개발한 방법은 미래의 전기 자동차 개발에 사용될 것입니다. 이를 통해 Porsche는 전기 스포츠카의 세계에서도 선두를 달리게 될 것입니다.”