전 세계 자동차 엔지니어들이 전기차(EV)를 주류로 끌어올리는 전기 파워트레인 시스템을 설계하고 있다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 2030년까지 도로 위의 전기 자동차, 버스, 승합차 및 대형트럭의 수는 1억4500만대를 기록할 것으로 예상된다. 이에 따라 EV 파워트레인 시장은 2020년부터 2027년까지 연평균 16%의 성장률로 1,350억달러에 이를 것으로 전망된다.
이처럼 급성장하는 시장에서 경쟁 우위를 확보하기 위해 자동차 제조업체와 공급업체는 EV 파워트레인의 설계, 제조 및 운영이 효율적이도록 하는 데 주력하고 있다. EV 개발을 앞두고, 엔지니어들은 시스템 엔지니어링 접근법으로 파워트레인을 전체적으로 최적화할 수 있는 잠재력을 활용하기 위해 시뮬레이션을 점점 더 많이 사용하고 있다.
전기 기기가 시뮬레이션으로 궤도에 오르다
수십 년 동안 모터스포츠는 차량 디자인의 한계를 뛰어넘는 장을 제공해 왔다. 전기차도 다르지 않다. 모터스포츠 엔지니어는 배터리, 섀시 및 차량 자체에 대한 엄격한 규정과 정확한 데드라인 등을 포함하여 수많은 도전 과제를 실행해야 한다. 여기서 살아남은 혁신은 종종 길에서 끝나곤 한다. 예를 들어 디스크 브레이크, 최신 서스펜션, 심지어 백미러까지 모두 트랙에서 출발했고, 전기차 파워트레인 효율성도 동일한 과정을 따른다.
EV 경주 성능 향상은 파워트레인 효율 개선과 직결되기 때문에 파워트레인은 EV 경주 팀의 핵심 관심사이다. 변경 시 시간과 비용이 적게 드는 설계 프로세스 초기에 전기모터를 최적화하면 파워 트레인 효율성은 크게 개선될 수 있다. 시뮬레이션은 가장 강력한 설계를 찾고 최적 솔루션에 도달하도록 가상으로 테스트할 수 있는 방법을 제공한다.
성공적인 접근 방식인 시스템 시뮬레이션
엔지니어가 효율성을 높이기 위해 시뮬레이션 하는 EV의 유일한 측면은 전기 파워트레인이 아니다.섀시에서 무게를 빼는 것부터 공기역학적인 차체 모양을 만드는 것, 타이어 디자인 등 모든 것이 엔지니어링에 대한 시스템 접근 방식에 적용되고 있다. Ansys는 배터리, 전력 전자 인버터 및 디지털 제어, 기계식 전송 및 열 관리 요소와 같은 모든 시스템 구성 요소를 포괄하여 개념에서 상세 설계로 진행되는 완전한 시뮬레이션 워크플로우를 제공한다. 이러한 구성 요소는 전기/전자/EMC(전자기 호환성), 소프트웨어, 열, NVH(Noise/Vibration/Harshness) 측면을 포함한 기계 및 가상 인간-기계 인터페이스를 포함한 엔지니어링 분야에 걸쳐 있다.
출처 : Ansys Electric Machines: Simulating the Power to Win
