TAG Heuer Porsche Formula E Team Optimizes its Powertrain Dynamics With Ansys Simulation Software
세계에서 가장 상징적인 도시의 거리를 경주하며 모터스포츠의 가장 큰 드라이버와 팀 중 일부가 ABB FIA 포뮬러 E 월드 챔피언십에서 경쟁합니다. 이 레이싱 시리즈는 전기 자동차 기술의 한계를 뛰어넘기 위해 설계되었습니다. 이러한 고속 1인승 대결에서 세계적 수준의 드라이버들은 구불구불하고 좁은 도시 경마장을 통해 최대 280km/h의 속도로 45분 동안 자신의 기술을 테스트합니다.
팀당 총 에너지 소비에 대한 ABB Formula E 규정에 따라 승리는 속도뿐만 아니라 킬로와트시로도 정의되므로 경주용 자동차 파워트레인의 효율성은 팀의 성공에 매우 중요합니다. 태그호이어 포르쉐 포뮬러 E 팀의 경주 당일 승리는 부분적으로 팀이 전기 파워트레인 구성 요소 성능을 신속하게 분석하고 효율성에 영향을 미치는 메커니즘에 대한 통찰력을 얻는 데 도움이 되는 시뮬레이션 환경에 액세스할 수 있느냐에 달려 있습니다. Ansys Maxwell 및 Ansys Twin Builder 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 팀은 파워트레인의 가장 작은 세부 사항을 감지하고 최적화하여 밀리초마다 중요한 매우 높은 효율성 환경에서 개선을 실현할 수 있습니다.
Tackling Timescale Challenges with Simulation
전기 파워트레인 역학은 전체 효율성과 구성 요소 효율성이라는 두 가지 요소에 의해 좌우되며, 두 요소 모두 광범위한 작동 지점에서 최적화되어야 합니다. 예를 들어 토크나 속도가 너무 높거나 낮으면 에너지가 낭비됩니다. 인버터는 주행 중 배터리 전력을 변환해 엔진에 전달하는 통로로, 전반적인 파워트레인 효율에 중요한 역할을 합니다. 경주 중에 엔진에 필요한 배터리 DC를 고주파, 고전압 AC로 전환(전기적 변환)하는 역할을 하는 인버터입니다. 스위치 속도가 빠를수록 인버터는 더 적은 전기 손실로 더 많은 전력을 처리할 수 있습니다.
ABB 포뮬러 E 월드 챔피언십에서 경쟁 우위를 유지하기 위해 태그호이어 포르쉐 포뮬러 E 팀은 시간 경과에 따른 차량 속도를 나타내는 60초 랩 드라이브 사이클을 달성하도록 파워트레인을 튜닝하는 데 목표를 두었습니다. 각 사이클에는 10밀리초에서 0.5밀리초 사이의 전기 주기(에너지가 전달되는 기간)가 필요하며, 인버터 스위칭 주기(이 에너지를 전달하기 위해 스위칭 장치가 켜지고 꺼지는 속도)는 0.1밀리초에 불과합니다. 0.03밀리초. 팀은 구성 요소와 시스템 수준 모두에서 파워트레인 효율을 조사하여 전기 손실을 더 효과적으로 처리하여 목표 시간 범위를 달성할 수 있습니다.
Using Ansys Twin Builder and Maxwell to Uncover Electrical Loss
Ansys 시뮬레이션 소프트웨어는 데이터 수집 및 전기 손실 분석을 통해 TAG Heuer Porsche Formula E 파워트레인 역학을 최적화하는 데 큰 역할을 합니다. Maxwell을 사용하여 주행 사이클을 시뮬레이션하는 Weissach 개발 센터의 팀은 전압 변화가 배터리 충전 손실에 미치는 영향을 확인하여 경주 중 각 랩 동안 전기 손실을 정확히 파악하고 최소화할 수 있습니다. 또한 팀은 하나의 전기 기간 동안 Maxwell을 별도로 사용하여 전기 기계의 전체 작동 범위와 인버터와의 상호 작용을 시뮬레이션하여 손실 결과를 더 정확하게 식별합니다. 그리고 시간이 많이 걸릴 수 있는 인버터 스위치 손실 계산 프로세스에 직면하여 팀은 자체 측정 및 테스트와 결합된 제조업체의 데이터를 사용하여 스위칭 손실을 신속하게 측정하기 위해 Twin Builder를 채택했습니다.
Twin Builder의 도움으로 TAG Heuer Porsche Formula E 팀은 Ansys와 협력하여 시스템 수준 모델을 구축하고 사용하여 구성 요소 수준에서 효율성을 테스트했습니다. 그런 다음 팀은 인버터 스위칭에 대한 위상 전류의 영향 또는 기계 기능에 대한 유도 전압 및 토크와 같은 다양한 작동 조건에서 기존 파워트레인의 특정 구성 요소 속성을 구현하고 테스트했습니다. 개별적으로 작동하고 전체 파워트레인의 일부로 작동하는 각 구성 요소에 대한 신중한 단계별 분석의 결과로 Weissach 팀은 이제 훨씬 더 높은 정확도로 개별 구성 요소 성능과 전기 손실을 추정할 수 있습니다.
Ansys Twin Builder의 파워트레인 시스템 모델
Sustainability Finds its Way to the Finish Line
모터스포츠 현장에 등장하기 전, ABB 포뮬러 E는 FIA 회장 장 토드(Jean Todt)와 스페인 사업가이자 전 ABB 포뮬러 E CEO 알레한드로 아각(Alejandro Agag) 사이의 만찬에서 냅킨에 포착된 아이디어로 시작되었습니다. 모터스포츠와 지속 가능성을 결합하여 완전 전기 레이싱 시리즈를 만들겠다는 그들의 아이디어는 처음에는 많은 회의적인 반응을 받았습니다. 대중의 비판에 굴하지 않고 그들은 경주에서 e-모빌리티의 미래와 더 친환경적이고 깨끗한 환경을 지원하는 데 더 큰 기여를 할 수 있음을 보았습니다. 두 사람 모두 2014년 모터스포츠 최초의 ABB 포뮬러 E 레이싱 이벤트 장소인 중국 베이징에서 자신들의 비전을 실현했으며 나머지는 역사입니다.
2017년 7월, 태그호이어 포르쉐 포뮬러 E 팀은 시즌 6에서 사상 최초의 완전 전기 레이싱 시리즈에 참가하겠다는 의사를 밝혔으며, 2019년 도시 경주 서킷에 진출하겠다는 약속을 했습니다. 팀은 드라이버 우승과 우승을 목표로 삼았습니다. 트랙 안팎에서 우승 전략의 일부로 Ansys 시뮬레이션을 사용하는 팀 챔피언십입니다. 앞으로 TAG Heuer Porsche Formula E 팀은 Ansys 소프트웨어를 사용하여 Gen 3 경주용 자동차의 파워트레인을 최적화하고 있으며, 특히 시뮬레이션 기간을 늘리지 않고도 차량 AC 전력과 관련된 상세한 손실 메커니즘을 모델링하고 있습니다.
Charging into the Future with Ansys
ABB 포뮬러 E 월드 챔피언십은 새로운 아이디어를 테스트하고 서로에게서 배우기 위해 개발 엔지니어 간의 지속적인 대화가 필요한 미래 기술을 위한 빠르고 까다로운 테스트 벤치입니다. 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 Porsche는 Ansys 시뮬레이션 솔루션을 99X 전기 경주용 자동차와 미래의 도로용 자동차 개발을 위한 훌륭한 기술 기반으로 보고 있습니다.
Füchtner는 “Twin Builder를 통해 우리는 미래를 위한 확장성을 갖춘 다양한 Ansys 소프트웨어 솔루션을 제공하는 플랫폼을 보유하게 되었습니다.”라고 말했습니다. “전기 파워트레인 기술의 다중물리 시뮬레이션을 더 자세히 살펴보고 싶다면 Twin Builder를 사용하면 가능합니다.”
“Twin Builder를 통해 우리는 미래에 대한 확장성을 갖춘 다양한 Ansys 소프트웨어 솔루션을 제공하는 플랫폼을 보유하게 되었습니다. 전기 파워트레인 기술의 다중물리 시뮬레이션을 더 자세히 살펴보고 싶다면 Twin Builder를 사용하면 가능합니다.”
— Martin Füchtner, Porsche Motorsport 포뮬러 E 기술 프로젝트 리더
TAG Heuer Porsche Formula E Team Optimizes its Powertrain Dynamics With Ansys Simulation Software
세계에서 가장 상징적인 도시의 거리를 경주하며 모터스포츠의 가장 큰 드라이버와 팀 중 일부가 ABB FIA 포뮬러 E 월드 챔피언십에서 경쟁합니다. 이 레이싱 시리즈는 전기 자동차 기술의 한계를 뛰어넘기 위해 설계되었습니다. 이러한 고속 1인승 대결에서 세계적 수준의 드라이버들은 구불구불하고 좁은 도시 경마장을 통해 최대 280km/h의 속도로 45분 동안 자신의 기술을 테스트합니다.
팀당 총 에너지 소비에 대한 ABB Formula E 규정에 따라 승리는 속도뿐만 아니라 킬로와트시로도 정의되므로 경주용 자동차 파워트레인의 효율성은 팀의 성공에 매우 중요합니다. 태그호이어 포르쉐 포뮬러 E 팀의 경주 당일 승리는 부분적으로 팀이 전기 파워트레인 구성 요소 성능을 신속하게 분석하고 효율성에 영향을 미치는 메커니즘에 대한 통찰력을 얻는 데 도움이 되는 시뮬레이션 환경에 액세스할 수 있느냐에 달려 있습니다. Ansys Maxwell 및 Ansys Twin Builder 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 팀은 파워트레인의 가장 작은 세부 사항을 감지하고 최적화하여 밀리초마다 중요한 매우 높은 효율성 환경에서 개선을 실현할 수 있습니다.
Tackling Timescale Challenges with Simulation
전기 파워트레인 역학은 전체 효율성과 구성 요소 효율성이라는 두 가지 요소에 의해 좌우되며, 두 요소 모두 광범위한 작동 지점에서 최적화되어야 합니다. 예를 들어 토크나 속도가 너무 높거나 낮으면 에너지가 낭비됩니다. 인버터는 주행 중 배터리 전력을 변환해 엔진에 전달하는 통로로, 전반적인 파워트레인 효율에 중요한 역할을 합니다. 경주 중에 엔진에 필요한 배터리 DC를 고주파, 고전압 AC로 전환(전기적 변환)하는 역할을 하는 인버터입니다. 스위치 속도가 빠를수록 인버터는 더 적은 전기 손실로 더 많은 전력을 처리할 수 있습니다.
ABB 포뮬러 E 월드 챔피언십에서 경쟁 우위를 유지하기 위해 태그호이어 포르쉐 포뮬러 E 팀은 시간 경과에 따른 차량 속도를 나타내는 60초 랩 드라이브 사이클을 달성하도록 파워트레인을 튜닝하는 데 목표를 두었습니다. 각 사이클에는 10밀리초에서 0.5밀리초 사이의 전기 주기(에너지가 전달되는 기간)가 필요하며, 인버터 스위칭 주기(이 에너지를 전달하기 위해 스위칭 장치가 켜지고 꺼지는 속도)는 0.1밀리초에 불과합니다. 0.03밀리초. 팀은 구성 요소와 시스템 수준 모두에서 파워트레인 효율을 조사하여 전기 손실을 더 효과적으로 처리하여 목표 시간 범위를 달성할 수 있습니다.
Using Ansys Twin Builder and Maxwell to Uncover Electrical Loss
Ansys 시뮬레이션 소프트웨어는 데이터 수집 및 전기 손실 분석을 통해 TAG Heuer Porsche Formula E 파워트레인 역학을 최적화하는 데 큰 역할을 합니다. Maxwell을 사용하여 주행 사이클을 시뮬레이션하는 Weissach 개발 센터의 팀은 전압 변화가 배터리 충전 손실에 미치는 영향을 확인하여 경주 중 각 랩 동안 전기 손실을 정확히 파악하고 최소화할 수 있습니다. 또한 팀은 하나의 전기 기간 동안 Maxwell을 별도로 사용하여 전기 기계의 전체 작동 범위와 인버터와의 상호 작용을 시뮬레이션하여 손실 결과를 더 정확하게 식별합니다. 그리고 시간이 많이 걸릴 수 있는 인버터 스위치 손실 계산 프로세스에 직면하여 팀은 자체 측정 및 테스트와 결합된 제조업체의 데이터를 사용하여 스위칭 손실을 신속하게 측정하기 위해 Twin Builder를 채택했습니다.
Twin Builder의 도움으로 TAG Heuer Porsche Formula E 팀은 Ansys와 협력하여 시스템 수준 모델을 구축하고 사용하여 구성 요소 수준에서 효율성을 테스트했습니다. 그런 다음 팀은 인버터 스위칭에 대한 위상 전류의 영향 또는 기계 기능에 대한 유도 전압 및 토크와 같은 다양한 작동 조건에서 기존 파워트레인의 특정 구성 요소 속성을 구현하고 테스트했습니다. 개별적으로 작동하고 전체 파워트레인의 일부로 작동하는 각 구성 요소에 대한 신중한 단계별 분석의 결과로 Weissach 팀은 이제 훨씬 더 높은 정확도로 개별 구성 요소 성능과 전기 손실을 추정할 수 있습니다.
Ansys Twin Builder의 파워트레인 시스템 모델
Sustainability Finds its Way to the Finish Line
모터스포츠 현장에 등장하기 전, ABB 포뮬러 E는 FIA 회장 장 토드(Jean Todt)와 스페인 사업가이자 전 ABB 포뮬러 E CEO 알레한드로 아각(Alejandro Agag) 사이의 만찬에서 냅킨에 포착된 아이디어로 시작되었습니다. 모터스포츠와 지속 가능성을 결합하여 완전 전기 레이싱 시리즈를 만들겠다는 그들의 아이디어는 처음에는 많은 회의적인 반응을 받았습니다. 대중의 비판에 굴하지 않고 그들은 경주에서 e-모빌리티의 미래와 더 친환경적이고 깨끗한 환경을 지원하는 데 더 큰 기여를 할 수 있음을 보았습니다. 두 사람 모두 2014년 모터스포츠 최초의 ABB 포뮬러 E 레이싱 이벤트 장소인 중국 베이징에서 자신들의 비전을 실현했으며 나머지는 역사입니다.
2017년 7월, 태그호이어 포르쉐 포뮬러 E 팀은 시즌 6에서 사상 최초의 완전 전기 레이싱 시리즈에 참가하겠다는 의사를 밝혔으며, 2019년 도시 경주 서킷에 진출하겠다는 약속을 했습니다. 팀은 드라이버 우승과 우승을 목표로 삼았습니다. 트랙 안팎에서 우승 전략의 일부로 Ansys 시뮬레이션을 사용하는 팀 챔피언십입니다. 앞으로 TAG Heuer Porsche Formula E 팀은 Ansys 소프트웨어를 사용하여 Gen 3 경주용 자동차의 파워트레인을 최적화하고 있으며, 특히 시뮬레이션 기간을 늘리지 않고도 차량 AC 전력과 관련된 상세한 손실 메커니즘을 모델링하고 있습니다.
Charging into the Future with Ansys
ABB 포뮬러 E 월드 챔피언십은 새로운 아이디어를 테스트하고 서로에게서 배우기 위해 개발 엔지니어 간의 지속적인 대화가 필요한 미래 기술을 위한 빠르고 까다로운 테스트 벤치입니다. 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 Porsche는 Ansys 시뮬레이션 솔루션을 99X 전기 경주용 자동차와 미래의 도로용 자동차 개발을 위한 훌륭한 기술 기반으로 보고 있습니다.
Füchtner는 “Twin Builder를 통해 우리는 미래를 위한 확장성을 갖춘 다양한 Ansys 소프트웨어 솔루션을 제공하는 플랫폼을 보유하게 되었습니다.”라고 말했습니다. “전기 파워트레인 기술의 다중물리 시뮬레이션을 더 자세히 살펴보고 싶다면 Twin Builder를 사용하면 가능합니다.”
“Twin Builder를 통해 우리는 미래에 대한 확장성을 갖춘 다양한 Ansys 소프트웨어 솔루션을 제공하는 플랫폼을 보유하게 되었습니다. 전기 파워트레인 기술의 다중물리 시뮬레이션을 더 자세히 살펴보고 싶다면 Twin Builder를 사용하면 가능합니다.”
— Martin Füchtner, Porsche Motorsport 포뮬러 E 기술 프로젝트 리더