运输和移动性的电气化

电动汽车正从个人市场扩展到卡车、公共汽车和其他形式的交通工具。探索将内燃机汽车制造转变为电动汽车所带来的技术和设计挑战。

迪克·斯兰斯基,ARC咨询集团高级分析师
迪克·斯兰斯基,ARC咨询集团高级分析师

运输正在通用,越来越多的所有类型的车辆,传统上由化石燃料供电,使得过渡到电气化,这一趋势将继续涌入这十年。

当越来越多的电动汽车(ev)冲击个人汽车市场时,卡车、公交车和其他出行方式的增长也在激增。今天,我们还见证了电动汽车技术向交通运输领域的发展,例如电动飞机,这是由新一代轻型和强大的电动发动机实现的。

对于汽车制造商来说,要开发下一代电动汽车,他们必须拥有能够让他们的工程师设计出电动汽车的所有元素的设计/制造技术。这将包括电动汽车工程的各个方面——从电动动力系统到电气/电子系统架构,再到车辆工程、电池和热工程,以及用于电动汽车开发每个阶段的仿真工具。PLM市场领导者,如达索Systèmes和西门子数字工业软件公司,目前提供电动汽车设计、开发和工程各个领域的电气化设计工具和解决方案。

随着汽车整车厂准备增加产量,一些厂商正在重新调整电动汽车生产线的优先次序,以满足预期的强劲需求,并满足地区监管要求,如欧盟严格的二氧化碳排放目标。虽然在此次危机期间,中国和欧洲的电动汽车总销量有所下降,但电动汽车的实际市场份额有所上升,疫情后的需求有望起飞。

欧盟领导人在2021年,欧盟领导人保持了95克二氧化碳排放目标,每公里的95克二氧化碳排放目标。许多主要的基于欧盟的OEM已公开致力于达到该目标,并推出了前所未有的电池供电和插入式混合动力EV模型。此外,欧盟各国政府推出了新的购买补贴,税收抵免或激励措施的组合,以鼓励EV通过。这些激励措施与EV模型的增加相结合,导致了消费者需求的高潮 - 尽管持续的Covid-19大流行。

下一代工具将推动电气化
最终取代内燃机(ICE)车辆的设计和建筑电动汽车呈现出一种强大的技术挑战。它不仅需要一组新的技术来解决车辆的电气化,而且需要开发和建立一个完全新的基础设施,以保持道路上的EVS并有效地运行。汽车制造商必须完全重新思考车辆工程和驾驶员的车辆体验,同时试图将其汽车品牌的现有DNA转换为电动驱动器。

电动车的设计涉及生产EV所需的所有元素的工程和集成。这包括电动传动系,逆变器,电池单元和电池组,车载充电器,底盘设计,包装和车身设计,HVAC系统和用于板载系统的DC-DC转换器。这些领域中的每一个都造成了特定的工程和技术挑战,并要求设计工具,用于解决整合功能,逻辑和物理系统以满足全车集成的系统工程要求。

例如,电动动力系统的设计过程涉及到对电机、齿轮、变矩器和其他部件的复杂工程设计与动力系统控制系统设计、电子和性能设计的集成。此外,电驱动设计必须考虑诸如热需求和限制、电波动、封装、可扩展性、通用部件策略和可制造性等因素。电动马达的扭矩要求在整车传动系统中提出了工程挑战。与ICE传动系统相比,可以没有动力损失。动力传动系统和电池组的要求不能影响乘客空间,而且生产电动汽车的总成本必须在设计要求的背景下进行管理。所有这些都需要健壮的设计/构建工具,能够应对集成电气化设计的挑战。

电池电池和电池组工程对EV设计提供了一些独特的挑战。电池组必须设计成维持小于两度的温度梯度,因为温度变体对电池性能有显着影响。此外,必须设计电池组,以便在热状态和耐用性方面满足脊状安全规范。

用于EV行业的电池的制造是一种独特的过程,它首先,以活性物质制造商找到了电力电池电池的正确自然材料来源。电池单元制造商提供了在这种情况下提供多个行业的基本电池电量,在这种情况下,EVS。电池组件/包装装配机提供了满足特定车辆的EV设计师指定的设计要求的电池组配置,以及整体运输和移动行业。

建议
虽然电动汽车的电气化主要集中在电动汽车市场和目前生产电动汽车的汽车行业,但所有交通领域的制造商都应该意识到,长期的前景是所有出行方式的电气化。依赖化石燃料的内燃机汽车最终将被淘汰,即使这很可能要等上几十年。与此同时,电气化技术将继续进步,为新业务和制造业的进步提供大量机会。

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