車両に関して設定された目標を達成するには、適切なシステムを開発しなければなりません。車両コンポーネントのバリエーションや組み合わせ、そしてそれらの相互作用が多数存在するため、車両開発は複雑な最適化作業となります。コンセプトスタディは、コストのかかる後工程での変更を早い段階から防止するのに役立ちます。
たとえば、バッテリー電気自動車の場合、バッテリーパックやセル、熱管理の種類に関する問題を解消する必要があります。また、電気モーターの要件、電気モーターとトランスミッションとの連携、運用戦略を明確にしなければなりません。
モデルのパラメーター化
コンセプトスタディを実施するための予測品質が高く、パラメーター化が容易なモデル
モデル深度のスケーリング
開発プロセスにおけるさまざまな領域間での相互関係性の研究
リアルタイム対応モデル
Mil/HiL/SiL環境における仮想モデルを用いた制御装置のキャリブレーション
信頼性が高く高速な計算法
個々のコンポーネントの性能やサイズなどの要件を評価するための詳細な3Dシミュレーションの出発点
CRUISE Mは、車両内で発生する関連する物理領域すべてをモデル化します。これには、電気ネットワーク、空調回路を含む温度調節システム、機械・熱力学システム、制御タスク向け一般データおよび機能ネットワークが含まれます。これらのネットワークでは、このソフトウェアは電気化学プロセス、不均一触媒作用、または均一ガス反応などの複雑な反応化学をモデル化します。
これにより、ネットワーク内のサブシステムとシステム全体の両方を詳細に設計・最適化できます。
PEM型燃料電池およびSO型燃料電池の電気化学モデル
このソフトウェアの実証済みのリアルタイム機能は、仮想テストベンチ上での運用戦略策定に最適です。これにより、高高度運転やフリーズスタート戦略などの運用戦略を解析できます。この機能を利用しなければ、気候テストベンチ上で複雑な試験が必要になります。また、セルやスタックの形状を3Dで高解像度かつ高精度に計算できます。
CRUISE Mにおける熱力学システムのリアルタイムモデリングは、燃料電池媒体供給のためのバランスオブプラント（BoP）コンポーネントの開発・最適化に理想的です。低温プロトン交換膜（PEM）システムについては、水収支と温度調節サイクルに合わせて調整されたモデルが使用されます。固体酸化物（SO）燃料電池のシステムモデルには、媒体流の調整および後調整を行う多数の触媒が含まれます。
バッテリーモジュール向けマルチスケールおよびマルチドメインモデル
バッテリーセルの電気化学的挙動は温度に著しく影響されます。温度は、バッテリーモジュールにおける電気化学と熱管理の両方に依存しています。CRUISE Mは、複数のスケールやドメインにまたがる因果連鎖を簡単にモデル化できるようにカスタマイズされたコンポーネントを提供します。
パウチ型、角型、円筒型のバッテリーセルのモジュールコンポーネントは、個々のバッテリーセルの電気・温度・機械的なカップリングを把握します。これにより、熱管理コンセプトと急速充電戦略の解析が可能になります。CRUISE Mライブラリからセルモデルを選択するか、お客様独自のモデルを選択できます。
新しいバッテリータイプを仮想上で調査する場合、CRUISE Mには電極材料からインターカレーション、劣化の化学的構造についての幅広い構成オプションが用意されています。重要なのは、パートナーとモデルを共有する場合でも、お客様の知的財産は保護されるという点です。
パラメーター化ウィザード
CRUISE Mには、手動でパラメーターを設定する手間を省くため、多数のウィザードが用意されています。
バッテリー、燃料電池、ターボチャージャー、シリンダー、圧力損失などをパラメーター化するウィザードがあります。このウィザードがあらゆる入力手順を案内してくれるため、パラメーター化されたコンポーネントをすばやく簡単に作成できます。
モデルジェネレーター
お使いのシステムの大まかな性能データしかお持ちでない場合でも、CRUISE Mは、そのデータから詳細かつ完全なモデルも作成できます。
モデルジェネレーターは、バッテリーパック、燃料電池スタック、燃焼エンジン、車両駆動装置など、さまざまな用途に利用できます。あらゆるコンポーネントのモデル入力パラメーターが自動的に設定されます。
AVL CRUISE™ Mで開発されたAVLのフルビークルサーマルモデルにより、次世代バッテリー電気自動車（BEV）の熱管理コンポーネントの設計コンセプトと予測性能を迅速に評価できます。CRUISE Mのシステムシミュレーションを使用することで、開発プロセスの初期段階でリアルな動作条件を定義し、開発の各段階を通じて仕様の進化を効率的に管理できます。
– Röchling Automotive S.r.l. 上級開発エンジニア Davide Monsorno博士
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現代の車両に対する要求は、輸送手段としてのそれをはるかに超えるものとなっています。決め手となる要因は、性能やエネルギー消費量だけでなく、何よりも運転体験を構成し、快適性を確保する主観的な属性です。電動化に伴って、車両はますます複雑化しており、理想的な車両コンセプトを見出すには、膨大な数の派生型を仮想上で評価し、非常に短時間で意志決定を行う必要があります。
電気自動車（EV）の成功には、航続距離と性能が非常に重要です。これは、車両メーカーにとって、車両温度管理システム（VTMS）やE/Eアーキテクチャと同様に、暖房、換気、空調（HVAC）などのエネルギー集約型システムが開発において特別な立ち位置にあることを示しています。
航続距離、性能、コスト、安全性は、電動化車両を評価する指標です。その中心的な存在となるバッテリーは大きな可能性を秘めています。適切な設計とスマートな運用戦略が、最適な利用にとって重要です。また、車両での耐用年数が尽きた後は、大規模な貯蔵ユニットとして使用することで、バッテリーを持続可能な形で二次利用できます。
燃料電池と電解槽は、効率的にCO2ニュートラルな未来を実現するための優れたソリューションです。それらの用途は実に多岐にわたります。あらゆるサイズの車両に対応し、エネルギーの生成・貯蔵や、合成燃料（e-fuel）の出発点に至るまでその役割は広範囲に及びます。AVLのシミュレーションを使用して、対象となる燃料電池システムを開発・最適化できます。
電気自動車（EV）は性能、航続距離、コストで評価されます。また、コンパクトなパワートレイン設計が望まれています。この設計は熱管理にも影響を及ぼします。
eモーターはほぼ無音で動作するため車両静粛性は向上しますが、エンジンの影に潜んでいたさまざまな騒音や振動が目立つようになっています。
AVLは、車両開発におけるシミュレーション利用に関する業界リーダーです。AVLの燃焼機関向けシミュレーションソリューションは、世界中のほとんどのエンジンメーカーで採用されています。
AVLはシミュレーションを活用して、パワートレイン開発において以下の3つを実現しています。第一に、クランクシャフトからコネクティングロッド、滑り軸受、バルブトレイン全体に至るまで、あらゆるコンポーネントの耐久性を確保しています。
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With vehicle electrification, the competition to design and manufacture the most efficient powertrain possible is stronger than ever - with many hurdles to overcome.
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The decision on the type of powertrain is made on the basis of the basic characteristics that a vehicle should ultimately have. Electrified vehicles have proven themselves for short distances and city traffic. For long distances, the classic combusti
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PEM fuel cells offer one of the most promising technology paths towards emission-free mobility.
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With the ever-increasing demands on the internal combustion engine (ICE), engineers are constantly faced with new challenges in the design of modern intake and exhaust systems.
During the concept development phase, engineers often struggle to find realistic component data in order to parameterize their simulation models. Most of the time, they operate with generic data not representing reality.