La simulazione termica Siemens nella progettazione di veicoli elettrici a guida autonoma

Siemens ha presentato  la nuova soluzione Simcenter dedicato a progettisti per la simulazione termica dei veicoli elettrici a guida autonoma, o AEV (Autonomous Electric Vehicles). Questo prodotto rappresenta la prima soluzione completa e di semplice utilizzo presente nel settore ad essere specificamente concepita per affrontare le difficili sfide di natura termica associate alla progettazione degli AEV, quali ad esempio quelle legate all’estensione dell’autonomia della trazione elettrica, all’ottimizzazione del comfort nell’abitacolo, alla progettazione dei sensori ed alle garanzie di affidabilità di tutti i sistemi di guida autonoma, o AD (Autonomous Drive).

“Strategy Analytics prevede che la stragrande maggioranza dei futuri veicoli a guida autonoma sarà mossa da propulsori elettrici”, afferma Ian Riches, executive director dell’area Automotive Practice di Strategy Analytics. “Probabilmente, i futuri leader di questa nuova era della mobilità saranno i costruttori capaci di distinguersi grazie a veicoli caratterizzati da prestazioni AD estremamente affidabili, da estesa autonomia per singola ricarica e da una esperienza ottimale del passeggero all’interno dell’abitacolo. Un software di progettazione termica come la nuova soluzione Simcenter di Siemens possiede le caratteristiche ideali per poter aiutare i costruttori ed i loro fornitori a vincere la gara della differenziazione ed a conquistare una posizione dominante nei competitivi mercati AEV del futuro”.

Il successo di un progetto AEV esige che gli ingegneri del settore automobilistico riescano ad affrontare e a soddisfare contemporaneamente una serie di requisiti interdipendenti. Innanzitutto, deve essere garantita la sicurezza di tutto ciò che riguarda le funzionalità AD, ivi inclusa una vasta gamma di sensori e i sistemi sensor fusion. La precisa e corretta progettazione termica sia di questi sensori che di altri sistemi AD è assolutamente vitale per poter garantire la sicurezza delle funzionalità di guida autonoma. Tuttavia, i carichi termici ed elettrici correlati alle elevate prestazioni dei sistemi AD del veicolo sono tali da poter ridurre anche del 35% l’autonomia della motorizzazione elettrica. A ciò si aggiunga che anche i requisiti in termini di comfort dei passeggeri nell’abitacolo, nonché lo stile di guida, possono avere un impatto significativo sull’efficienza energetica del propulsore elettrica e sulla sua autonomia. Per garantire il successo dello sviluppo di un AEV è dunque indispensabile una progettazione termica efficiente in grado ti tenere conto delle interazioni tra i vari componenti elettronici a bordo, a partire dagli IC fino all’integrazione dell’intero veicolo, passando per la propulsione elettrica e il design dell’abitacolo.

La nuova soluzione di Siemens per la progettazione termica, rilasciata come componente del portfolio di strumenti dell’ambiente Simcenter, è la prima soluzione disponibile nel mercato specificamente progettata per aiutare i progettisti ad affrontare e vincere queste sfide. Da segnalare che la soluzione mette a disposizione degli ingegneri del settore automobilistico tutta la potenza e la ricchezza informativa delle tecnologie di fluidodinamica computazionale CFD (Computational Fluid Dynamics), generando delle simulazioni termiche estremamente accurate (dei veri e propri digital twin) dell’apparato motore, dei processori, dei sensori e delle altre tecnologie chiave presenti nei progetti degli AEV di prossima generazione.

L’elenco delle nuove funzionalità include anche la co-simulazione delle prestazioni termiche ed elettriche dei motori elettrici, la possibilità di collegare la simulazione delle performance del motore elettrico con la simulazione a livello di sistema della gestione elettrica e termica, nonché l’esplorazione dello spazio progettuale mediante modelli basati su digital twin termici. Questa nuova soluzione Simcenter consente inoltre una completa connettività con i tool di progettazione elettronica automatizzata EDA e con le piattaforme di progettazione CAD, consentendo agli ingegneri di valutare in modo semplice le interdipendenze progettuali tra i domini elettronico, elettrico e meccanico fin dalle fasi iniziali del processo di sviluppo.

“La produzione della prima generazione di AEV richiederà la capacità di integrare in modo intelligente la progettazione termica con quella meccanica ed elettrica – una capacità che Siemens come nessun altro è qualificato per fornire”, sostiene Jan Leuridan, senior vice president del settore Simulation and Test Solutions di Siemens PLM. “La nostra nuova soluzione di progettazione termica per Simcenter è rivolta alla soluzione delle problematiche dell’elettrificazione e delle funzionalità dei veicoli a guida autonoma, e consente ai team di progettazione di creare prototipi virtuali con semplicità ed accuratezza, per garantire una ottimale efficienza della progettazione. Questa nuova soluzione consentirà ai nostri clienti di acquisire un notevole vantaggio competitivo, grazie alla certezza di poter progettare degli AEV più sicuri e più affidabili”.

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