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3D simulation of transportation electrification showing an ev car parked at a charging station with an electric train, wind turbines, drone, and city in the distance.

電化・電動化

世界で増大する輸送ニーズと環境に配慮したモビリティの需要を満たすことは、困難を伴う取り組みです。 アルテアはこの課題に取り組むため、影響力のある電化ソリューションによって、大気中への二酸化炭素排出量を削減する電動パワートレインや、持続可能な電気自動車、船舶、重機、鉄道システムなどのエネルギー効率の高いシステムの開発で企業を支援しています。

企業は、アルテアのコネクテッド機能を活用することで、設計の軽量化、統合システム性能の最適化、サステナビリティと効率性の目標達成、e-モビリティの進歩をより迅速に推進しています。

車両開発者向けeガイド

e-モビリティの実現

包括的な技術スタックを構築し、持続可能な設計プロセスを開発して、電気自動車の需要拡大に対応するための製造体制を整える方法について解説します。

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3D simulation of a wind turbine with cut out showing the drive train configuration, with trees in the distance.

持続可能な未来をデザインする

持続可能な電化イノベーションに対する消費者の需要に迅速かつ適切に応える企業は、大きな市場シェアを獲得する体制を整えていますが、イノベーションには適切な設計、シミュレーション、データ分析、人工知能(AI)、ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)の製品を提供する適切なテクノロジーパートナーが必要です。

アルテアの電化ソリューションは、軽量化を加速し、エネルギー効率を高め、システムを最適化して環境への影響を低減することで、企業のサステナビリティの目標や、重機、航空機、自動車、鉄道、その他のe-輸送ソリューションに対する消費者の需要を満たします。

また、e-モビリティソリューションには、車内の電気システムに干渉することなく(EMC/EMI用件)、周辺機器と接続し、通信することが求められます。 高周波電磁界解析ソフトウェアと電波伝搬解析ツールであるAltair® Feko®なら、仮想運転試験を実施できるほか、狭域通信(DSRC)または5G無線信号を使って周囲の障害物をもれなく考慮できます。

Person holding a laptop showing a 3D simulation of an exploded electric motor.

電化の加速

プロセスの高速化

アルテアの電動化ソリューションと合理化された製品検証プロセスによって、技術、安全性、効率のトレードオフの間でより適切な意思決定を行うための総合的な知見をユーザーに提供します。これにより、チームは、複雑な電化システムのコネクテッドアーキテクチャを迅速に最適化し、開発できます。

高速ターンアラウンド

Altair One™を通じたコネクテッドマルチフィジックス機能とデータへのグローバルにアクセスによって、スムーズなコラボレーションとターンアラウンドを実現します。 繰り返し可能なシミュレーション主導の設計プロセスを利用することで開発サイクルが短縮され、効率が向上し、量産スケールでの生産がサポートされます。 オンデマンドHPCでは、需要のピーク時に安全でスケーラブルなシミュレーション機能を提供します。 また、柔軟性の高いクラウドベースのHPCによって、複数のプログラムを対象とした多分野にまたがる最適化スタディを一度にサポートすることで、開発コストとリスクを低減します。

3D simulation showing electrification of an automobile power train against a blue background.

効率的なパワートレイン

e-モビリティ製品を製造するOEMでは、バッテリーの持続時間、ドライブトレイン効率、充電時間の課題を解決する必要があります。 製品開発を成功させるためには、これらの側面を適切に設計することが不可欠であり、送配電システムが電化による負荷の増加に対応できるように、より高いシステム電圧、革新的な冷却の導入、効率的な電力変換、最適化された車両の空気力学車両の軽量化が必要です。

アルテアの電動化およびマルチフィジックスワークフローにより、性能、コスト、重量要件のバランスを取った効率的なパワートレインを設計するため、デジタルでコネクテッドなエンドツーエンドのシミュレーションプロセスを提供します。

3D simulation of an orange electric drone taxi takeoff from helipad on a skyscraper roof.

手頃な価格の電気ソリューション

電動モビリティのライフサイクルとメンテナンスは、内燃機関(ICE)とは異なります。 企業ではその違いを理解し、コストを増やすことなく、新しい要件に対応できるデジタルツイン機能などの、将来を見据えたソリューションを提供するテクノロジーパートナーを求めています。

アルテアの電化ソリューションはお客様が現在置かれている状況に対応し、既存のワークフローを適応させる場合でも、今日の需要に対応した新しいプロセスを導入する場合でも、製品革新をより迅速かつコスト効率よく市場に投入できるよう、お客様とともに進化しています。 当社の柔軟なAltair Unitsライセンスシステムで、企業は従来のライセンス方式と比較して30~50%のコストを節約でき、エンジニアリングチーム間でのシームレスなコンピューティングとコラボレーションを実現できます。


e-モビリティの製品開発を加速

総合的なエンドツーエンドの電化

アルテアの総合的なワークフローは、電化のイノベーションを加速します。 シミュレーションとデータ駆動型設計によって、設計サイクルの初期段階で知見を引き出し、意思決定のための情報を提供します。

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2D graphic illustrating Altair's connected end-to-end solutions for a holistic electrification process.

3D simulation of an expanded view of an electric vehicle battery.

自動車の電動化のためのバッテリー設計

電気自動車(EV)や再生可能エネルギーシステムの導入を成功させるには、効率的、大容量、安全で手頃な価格のバッテリーを開発することが不可欠です。

車両を軽量化すれば、加速時や巡航時の電力消費量を抑え、1回の充電での航続距離を伸ばせます。 ジェネレーティブデザインでは、安全性や乗り心地の維持に必要な強度と剛性を保ちながら、材料の使用量を削減できます。 熱管理も、設計の重要な側面です。 適切な冷却手法を導入すると、充電時間が最適化され、バッテリー寿命が長くなります。  

適切なバッテリーパックの設計は安全性にとって不可欠であり、車両衝突、路面破片による衝撃、衝撃のシミュレーションから得られた情報は、車両プログラムのタイムラインと一致させる必要があります。 アルテアは、車両バッテリー研究のリーダーと協力して車両の安全性への投資を行うことで、バッテリー火災を防止するめの効率的で正確な機械的故障解析を実現しています。

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3D simulation of vehicle electrification showing the stator core, rotor core and windings in an electric motor.

eモーターのシミュレーション

革新的な電気モーター設計の開発には、実証済みのマルチフィジックスと最適化ソリューションが必要です。 こうした現代のデザインの課題に対処するために、Altair® e-Motor Director™によって、電磁界解析、ノイズ、ハーシュネス、振動(NVH)、流体解析(CFD) シミュレーション機能を単一の作業環境でシームレスに統合します。 ここでは、専門家がベストプラクティスを保存し、専門家以外が再利用して製品開発を迅速化できます。

コンセプト段階での迅速な設計検討と実現可能性のランク付けを活用することで、下流での最適な電化推進について意思決定できるようになります。 エンジニアリングチームはAltair® FluxMotor®を使用することで、効率、温度、重量、寸法、コストなどの制約を加味した上で性能比較を行い、最適な電気モーターのトポロジーを決定できます。 詳細な電気モーターの電磁界解析と熱シミュレーションを組み合わせたAltair CFD™を使用すると、高出力密度の電気ドライブを設計するのに役立ちます。 Altair® OptiStruct®は、電気駆動設計システムの影響を受ける音質と振動についての知見を提供します。

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3D simulation of an expanded power inverter for an electric vehicle showing the different components.

パワーエレクトロニクスと電気モーター駆動のシミュレーション

効率的で信頼性の高い電源管理は、自動車のパフォーマンスにとって非常に重要です。 これには、自動車の電動化、航空機の電動化、その他のe-モビリティシステム向けに設計されたドライブトレイン内の電動システムが安全に動作することを保証するための電力変換と配電が含まれます。

単一のコネクテッドソリューション環境内でマルチフィジックスe-モビリティシステムをシミュレーションすることで、電動化イノベーターはドライブトレイン、電気モーター、バッテリー機能がシステム性能に与える影響をよりよく理解できます。 Altair® PSIM™は、25年以上のノウハウを詰め込んだパワーエレクトロニクスシステム技術により、コンセプト設計からパワーコンバータやモータードライブのハードウェア実装までの完全なワークフローを提供します。 電力損失、冷却要件、電磁干渉(EMI)、コンバータの特性に関する貴重な知見を利用して、企業は複雑な相互作用を観察および最適化し、次世代製品が信頼性、効率性、コスト効率の高いe-モビリティに対する顧客の要求レベルを確実に上回ることができます。

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Electric heavy equipment parked near an ev charging station.

自動車の電動化: システムとダイナミクス

電化システムを既存の製品設計に組み込むことは、特に複数の相互接続システムを含むダイナミクスを維持または改善する場合、複雑になる可能性があります。アルテアの モデルベース開発ソリューションでは、さまざまな忠実度の複数のシミュレーションモデルをサポートしており、メカトロニクスシステムのさまざまな複雑さに対応しながら設計の迅速化を実現します。 電気機械、電力変換器、制御手法の設計開発のさまざまな段階で0Dから3Dまでのモデルを使用することで、企業は継続的でコネクテッドな開発プロセスにおいて、制御アルゴリズムを適応し、改善できます。 また、逐次・同時シミュレーションで統合された1Dおよび3Dモデルを活用することで、企業では製品の動作を評価し、設計効率を向上できます。アルテアの複合領域のシステムシミュレーションソリューションは、電磁性能、熱性能、構造性能に対するさまざまなパラメータの組み合わせの影響を予測して、設計の最適化を実現できます。

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3D simulation of an electric car chassis frame showing metal body and blue wire harness with electric motor.

軽量化と電動化

製品の軽量化は、あらゆる走行条件で必要なエネルギーと電力が少なくて済むため、重量のある製品と比較してバッテリー寿命が長くなり、航続距離も伸びます。 バッテリーパックの軽量化により航続距離が伸び、副次的な効果として軽量化を実現できます。 たとえば、バッテリー電力が少なければバッテリーパックが小型化され、製品の構造への負担が軽くなることで、より一層のバッテリーの軽量化に貢献できます。 こうした軽量化の傾向によって、車両の構造的安全性、NVH、ドライビングダイナミクスに影響を与えます。 企業はアルテアのジェネレーティブデザインを活用でき、マルチボディダイナミクスソリューションを活用することで、プロダクトデザインにおける軽量化の可能性と、ドライバーエクスペリエンスに与える影響を見出すことができます。

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SimSolidは設計段階で、車体構造、電気モーター、電気ハードウェア、バッテリーなどの電気自動車システムを、驚くほどの精度で迅速に評価できます。

本ウェビナーでは、アプリケーションエンジニアのPaul Zambitoが、複雑な電気自動車システムの解析方法をご紹介します。従来のCAEプリプロセスの面倒な作業を行わないため、設計シミュレーションにかかる時間を短縮します。

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