Klassisch war Fahrzeugentwicklung strikt nach Disziplinen und Baugruppen unterteilt. Die aktuellen Trends wie Elektrifizierung, Digitalisierung, Konnektivität und Fahrerassistenz führen dazu, dass neue Zugänge notwendig geworden sind.
Im Vordergrund stehen heute Fahrzeugeigenschaften und Fahrzeugfunktionen. Dazu ist eine gesamtheitliche multiphysikalische Betrachtung erforderlich. Eine solche lässt sich nur durch virtuelle Analyse, Optimierung und Validierung bewerkstelligen.
Dabei haben sich nicht nur die Arten der klassischen Computer-Aided-Engineering (CAE)-Methoden erweitert (z.B. Regenwasserabscheidung oder Sensorverunreinigung), sondern auch die Anwendungsbereiche der Systemsimulation.
Zu den Fahrzeugattributen gehören Fahr- und Lenkverhalten, Beschleunigungszeiten aber auch Klimatisierung und Reichweite. Letzteres ist insbesondere entscheidend für die Akzeptanz der E-Mobilität.
Die Reichweite wird von den unterschiedlichsten Faktoren beeinflusst. Neben der Größe der Batterie, die effiziente Nutzung der Energie, das eigene Fahrverhalten usw. hat auch der Luftwiderstand einen erheblichen Einfluss.
Durch Rekuperation kann die Bremsenergie wieder in elektrische Energie umgewandelt werden. Wird nun der Strömungswiderstandskoeffizienten (cw-Wert) um 10% gesenkt, kann das zu einer Reichweitensteigerung von bis zu 8% führen.
In batterieelektrischen Fahrzeugen werden große Batteriepakete verbaut. Das Gewicht und dessen Verteilung beeinflusst das Fahr- und Lenkverhalten.
Bei der Abstimmung der Kabinenklimatisierung müssen die verschiedenen klimatischen Einflüsse miteinbezogen werden. Herausfordernd ist hier die Tatsache, dass der Passagierkomfort und die dafür benötigte Energie dem Verlust an Reichweite gegenüberstehen.
Virtuelle Zwillinge ermöglichen es Ihnen, all diese Zusammenhänge zu erfassen und gemeinsam zu analysieren. Als virtuelles Abbild einzelner Komponenten und Systeme oder auch ganzer Fahrzeuge und unter Einbeziehung ihrer Umgebung sind sie ein effizientes Instrument, um die Entwicklung voranzutreiben.
Fahrzeuglenker vertrauen immer mehr auf die neuesten Technologien der ADAS und AD Systeme. Die dafür benötigte Anzahl an Sensoren und Kameras steigt somit weiter an.
Um Ihnen die größtmögliche Sicherheit zu bieten, müssen die Sensoren und Kameras zuverlässig funktionieren. Mithilfe unserer Simulationslösung können Sie turbulente Aerodynamik mit partikelbasierter Simulation kombinieren und so Verschmutzungen an der Fahrzeugoberfläche vorhersagen. Durch das virtuelle Testen lassen sich bereits in der Konzeptphase das Design des Fahrzeugs sowie die Positionierung der Sensoren optimieren.
Numerische Simulationen mit Gesamtfahrzeugmodellen ermöglichen es Ihnen, den experimentellen Aufwand deutlich zu reduzieren. Mit virtuellen Prototypen, die bereits vor einem physischen Modell existieren, können Sie bereits in einer sehr frühen Phase des V-Entwicklungsprozesses Vorhersagen treffen. Dies steigert Ihre Entwicklungsqualität und verkürzt dabei die Entwicklungsdauer.
Schaffen Sie ein Gleichgewicht zwischen Energieverbrauch und Fahrgefühl
Um herausragende Fahreigenschaften wie Leistung, Fahrverhalten, Handhabung, Fahrkomfort mit den in der Konzeptphase definierten Zielen wie Energieeffizienz und Verbrauch zu verbinden, muss man das System als Ganzes betrachten.
Optimierung des Gesamtfahrzeugsystem
Durch die Integration von Simulation in den Entwicklungsprozess ist es möglich, das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten im Gesamtsystem zu untersuchen. Sie haben so die Möglichkeit, bei Zielkonflikten Fahrzeugattribute zu analysieren und ideal auszubalancieren.
Simulation unterstützt Sie bei der:
- Fahrzeugkonzeptionierung
- Beurteilung der Fahrzeugdynamik
- Entwicklung von Fahrzeugfunktionen
- Energiemanagement auf Gesamtfahrzeugebene
- Optimierung von Rundenzeiten im Rennsport
Vereinen Sie HVAC, thermische, mechanische und elektrische Systeme mit Simulation
Mit der Entwicklung von elektrischen Fahrzeugen stehen Ingenieure in Bezug auf das Thermalmanagement vor ganz neuen Herausforderungen. Wurde z.B. für die Klimatisierung des Passagierraums bisher die Abwärme des Verbrennungsmotors genutzt, muss man beim elektrifizierten Antrieb auf die Batterie zurückgreifen. Dies geht wiederum zulasten der Reichweite.
Thermisches und elektrisches Energiemanagement optimieren
Das Energiemanagement hat mit der Elektrifizierung an Komplexität zugenommen. Dabei verlangt der rasch wachsende Markt kurze Entwicklungszeiten. Die Betrachtung des Systems auf Gesamtfahrzeugebene rückt hier immer mehr in den Vordergrund.
- Kabinenkomfortsysteme: Heizung, Lüftung und Klimaanlage
- Thermale Managementsysteme für Komponenten
- Abstimmung von Elektrik und Elektronik
Optimierung der Fahrzeugkarosserie durch Simulation
Die Karosserie eines Fahrzeugs erfüllt die vielfältigsten Aufgaben. Maßgeblich verantwortlich für das äußere Erscheinungsbild, beeinflusst sie auch das akustische Auftreten des Fahrzeugs nach außen (Abstrahlung) und nach innen (Innenraumgeräusch). Ihre wichtigste Aufgabe ist jedoch der Schutz von Passagieren und Frachten vor allen äußeren Einflüssen.
Virtuelle Betrachtung der Verschmutzung von Sensoren und Kameras
Wenden Sie numerische Strömungsmechanik und partikelbasierte Simulationslösungen an, um die Strömungsverläufe rund um Ihr Fahrzeug zu berechnen und zu visualisieren.
- Simulation von Wasser – hierzu zählen Fahrten durch Wasser ebenso wie Regenwasser
- Simulation von Schnee-Anhäufungen am Fahrzeug
- Simulation von Verschmutzungen der Scheiben, Spiegel und Sensoren
Die Mobilitätsrevolution ist in vollem Gange. Dabei geht es nicht nur um die Entwicklung von neuen, nachhaltigeren Antriebssystemen. Vielmehr befindet sich der gesamte Entwicklungsprozess im Umbruch - dabei übernimmt die Simulation die Führung.
Gerade jetzt ist es wichtig, die Herausforderung zu verstehen, vor der jeder von uns - OEM oder Lieferant gleichermaßen - steht, wenn es darum geht, die Grenzen des eigenen Designprozesses und die unserer Ingenieure zu erweitern. Mit der wachsenden Zahl unterschiedlicher Systeme verändern sich Fachbereiche und Teamstrukturen. Wir verstehen das. Auch wir in AVL durchlaufen diese Prozesse, denn wir sind nicht nur Softwareentwickler, wir sind auch Ingenieure und damit Anwender. Unser Wissen setzten wir in intuitiven Workflows, Generators, Wizards und Auswertungen in unserer Software und Projekten um.
