La società britannica Drive System Design (DSD) ha sviluppato un progetto EDU (Electric Drive Unit) ad alta densità di potenza per un fornitore globale di livello 1.
Quando arriverà sul mercato nel 2024, il gruppo propulsore sarà utilizzato in una gamma di applicazioni per veicoli commerciali medi e pesanti, come autobus urbani e furgoni per le consegne.
L’EDU comprende un motore elettrico integrato e un riduttore con un inverter montato a distanza. Questa architettura migliora il packaging e sfrutta un sistema di raffreddamento condiviso. Questa complessa disposizione ha richiesto un’analisi approfondita a livello di sistema per comprendere e ottimizzare il modo in cui i componenti interagiscono tra loro.
La tendenza verso unità di azionamento elettriche altamente integrate richiede una serie specializzata di competenze sia nelle macchine elettriche che nelle trasmissioni – ha affermato James Major, Chief Engineer presso Drive System Design. Pochi fornitori di livello 1 hanno esperienza in entrambi. Collaborare con il cliente per capire come questi singoli componenti interagiscono a livello di sistema è fondamentale per creare una soluzione di unità di azionamento efficiente e raffinata.
DSD has developed a power-dense Electric Drive Unit (EDU) design for a global Tier 1 supplier
La macchina a magneti permanenti utilizza una disposizione a 6 fasi con un’elevata velocità della macchina per raggiungere la sua densità di potenza leader del mercato. Sebbene ciò richieda un motore più ingombrante, si traduce in un pacchetto complessivamente più piccolo per il dato fabbisogno di potenza rispetto a un design trifase. La coppia e la potenza erogate sono rispettivamente di 1.800 Nm e 350 kW a una velocità di 7.000 giri/min. Ciò si ottiene da un pacchetto che pesa meno di 170 kg, che è significativamente più leggero rispetto alle soluzioni standard comparabili attualmente disponibili.
Il requisito del cliente era di avere il design pronto per la produzione entro i prossimi due anni – ha affermato Major. Di conseguenza, per arrivare rapidamente al mercato dovevamo ottenere prestazioni eccezionali con i metodi e i materiali di produzione attuali. Siamo passati dall’ideazione iniziale a un progetto completamente convalidato dall’analisi rilasciato alla produzione di prototipi in soli cinque mesi.
La capacità termica è normalmente il fattore limitante di una macchina elettrica, in particolare per una soluzione così densa di potenza. Un’analisi termica approfondita del sistema completo e la selezione dei materiali sono stati fondamentali per raggiungere gli obiettivi di prestazioni e durabilità necessari stabiliti dal cliente. Il sistema di lubrificazione fornisce un raffreddamento essenziale ed è stato ottimizzato per gestire il flusso dell’olio e ridurre le perdite per migliorare l’efficienza. DSD ha accoppiato la simulazione 3D basata su particelle con una trasmissione prototipo con custodia trasparente e ingranaggi sperimentali stampati in 3D per analizzare, sviluppare e convalidare il sistema di lubrificazione in concomitanza con la versione del progetto.
James Major, Chief Engineer at Drive System Design
L’utilizzo di ingranaggi stampati in 3D al posto di componenti lavorati ha ridotto i tempi di produzione da 12 settimane a sole due – ha affermato Major. È importante sottolineare che ci ha anche permesso di migliorare il design mentre era ancora basato sul modello prima di impegnarci in costosi prototipi. I metodi di simulazione e analisi utilizzati durante il progetto sono stati fondamentali per fornire rapidamente il prodotto. I risultati della nostra simulazione sono correlati fino al 2% ai test sugli attributi delle prestazioni.
DSD ha valutato migliaia di concetti di architettura utilizzando il suo strumento ePOP (Electrified Powertrain Optimization Process) e ha condotto un’analisi approfondita del progetto per ottimizzare l’efficienza, l’NVH e la gestione termica. Da allora l’azienda ha acquistato e costruito diversi prototipi di sistemi che hanno completato i test delle prestazioni iniziali presso il suo centro di sviluppo e test. L’EDU è ora in fase di test finale e di convalida da parte del cliente.
La capacità di DSD nella progettazione di macchine elettriche e trasmissione, nonché nell’analisi a livello di sistema, ha fatto sì che il sistema fosse progettato da un team sotto lo stesso tetto – conclude Major. Abbiamo combinato diverse toolchain e processi per creare un quadro più completo delle capacità del progetto attraverso una gamma di attributi. Un approccio di analisi snella è stato fondamentale per sviluppare il progetto in un lasso di tempo compresso. Con l’esperienza e la comprensione di DSD della muti-fisica in effetti, siamo in grado di adattare la fedeltà dei modelli di simulazione alla maturità del design, riducendo i tempi durante i concetti di progettazione iniziali ma risultando in un modello finale accurato.
Peugeot iOn e Roberto Cavalli, una coppia “alla moda” Fonte: Peugeot Automobili Italia Milano, Italia. 25 ottobre 2011. Peugeot è lieta di comunicare che due Peugeot 100% elettriche sono entrate a far parte della flotta […]
Per celebrare i 40 anni della nascita di quattro GmbH (oggi Audi Sport GmbH), la casa dei quattro anelli presenta la Granturismo Audi RS e-tron GT. […]
Commenta per primo