泰格豪雅保时捷电动方程式车队通过模拟提高效率

持续优化带来更智能的能源消耗

保时捷赛车运动的Leonard Mengoni了解ABB国际汽联电动方程式赛车的挑战，以及效率对未来电动赛车发展的影响。他是参与保时捷99X Electric Gen3 Formula E赛车电动动力系统持续优化的几位设计工程师之一。他将模拟作为一个路标，包含任意数量的变量来进行基准测试，并帮助在比赛中保持最高水平的效率。

“在比赛中可能会有不同的情况，比如安全车或全程黄灯，这导致必须完成额外的圈数，”Mengoni说。“一旦发生这样的事件，驾驶员的能耗目标就会被调整。我们也会监视竞争对手，估计他们正在使用哪种策略，并据此调整我们的策略。”

蒙戈尼的团队定期查看动力总成部件的详细模型，以确定保时捷99X Electric的电机及其逆变器的优化和轻量化机会。在此基础上，车队进行渐进式更改，以在整个比赛中实现最高水平的效率。拥有高效的动力系统有助于泰格豪雅保时捷电动方程式车队在比赛中，因为他们可以利用通过优化节省的能量超过他们的竞争对手。

“通过将赛前的模拟数据与我们在赛道上练习时获得的数据进行比较，我们可以评估我们对赛道条件(如抓地力或温度)的估计是否与现实相符，”Mengoni说。“使用数据来分析这些差异并找出原因，使我们能够在比赛前改进我们的模拟模型并调整我们的整体策略。”

Ansys测试保时捷动力总成概念

最新迭代的保时捷99X电动Gen3汽车是一个重大的偏离，从它的前身。它具有更高的功率驱动和能量回收，但电池容量较小，这就要求团队在高功率密度和高效率之间找到合适的平衡。

在任何测试和验证活动开始之前，对可能的硬件和软件动力系统修改进行模拟，以判断其潜力。在预开发阶段，仿真发挥着特别关键的作用，因为有许多技术和动力系统拓扑可供选择。在测试之前确定最有希望的方法可以确保团队尽可能有效地利用测试时间。

在第九赛季开始之前，泰格豪雅保时捷电动方程式车队期待着赛车动力水平的提高，以此来研究更广泛的动力总成概念。在最初分析了不同的动力系统变体后，团队无法决定采用哪种方式。因此，通过模拟重新审视他们的分析，他们花了相当多的时间来进一步深入了解组件中损耗是如何产生的细节，以及如何以最有效的方式对损耗进行建模。

泰格豪雅保时捷电动方程式车队(TAG Heuer Porsche Formula E Team)做了大量的迭代工作，通过模拟来开发一种几乎在任何条件下都有效的动力总成。具体来说，团队使用Ansys麦克斯韦用于电机仿真的2D和3D，因为它提供了许多自由度和模型中从数据估计的参数数量。Ansys专家的支持使泰格豪雅保时捷电动方程式车队能够纳入额外的损耗模型，并将逆变器的开关输出电压考虑在内。

Ansys Motor-CAD也被用于评估电机的热性能，因为研究小组发现它可以提供快速而精确的结果。对于逆变器，该团队依赖于分析计算和逆变器模型的混合Ansys Twin Builder对其设计进行更详细的计算和验证。

如何在验证过程中进行模拟

在赛车环境中，每个模拟都必须通过测量来验证。每当在预开发期间使用模拟时，团队都会尽可能快地验证它，以确保它们包含所有相关的物理效果。总的来说，更准确的模拟验证意味着在长期运行中需要更少的测量活动，只要所研究的技术和材料在一定的方差范围内。

“在赛季开始之前，我们必须通过模拟来精确评估哪种概念或技术对新的动力系统有益，”Mengoni说。“通过将我们的仿真结果与试验台和轨道的测量数据进行比较，我们可以进一步改进我们的模型。对我们来说，重要的是要提前掌握需要哪些修改，因为在赛季中，我们只能通过软件更新来改进赛车。”

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