- mars 27, 2023
Punch Powertrain conçoit ses produits avec le plus haut niveau de numérisation et d’automatisation, en les adaptant aux besoins d’un marché automobile de plus en plus électrifié. Avec sa nouvelle plateforme multidisciplinaire d’optimisation de la conception, elle a créé une plateforme basée sur un modèle qui relie plusieurs disciplines liées à la conception du moteur électrique de manière efficace et rapide, tout en garantissant un haut niveau de précision. Cela permet à l’entreprise de développer et d’optimiser rapidement des solutions de nouvelle génération pour les moteurs électriques, en passant de la “demande du client” à la conception correspondante en seulement deux semaines.
Automatisation de l’optimisation de la conception basée sur un modèle
Pour le développement de ses systèmes de propulsion, Punch Powertrain vise à créer la conception la plus durable à un coût abordable. Dans ce processus, la conception doit répondre à toutes les exigences fixées par le client, par exemple en termes de densité de puissance, d’efficacité et de performances NVH. Par conséquent, l’ingénieur concepteur du moteur électrique est confronté à toute une série de choix de conception liés à la forme géométrique du moteur et à la sélection des matériaux, afin de choisir le moteur électrique le plus approprié parmi des millions de combinaisons possibles.
Afin d’accélérer la recherche des meilleures conceptions globales, Punch Powertrain a créé une plateforme propriétaire basée sur des modèles qui relie tous les modèles de calcul pour l’efficacité, le coût, la performance, l’intégrité structurelle, la performance NVH et la réponse thermique à un logiciel d’optimisation avancé. Aujourd’hui, cette plateforme est appliquée à la conception de moteurs électriques pour une partie cruciale du portefeuille produits de l’entreprise : les systèmes de propulsion électrique. Grâce à cette plateforme, l’ingénieur est déchargé de la majeure partie des calculs manuels et du travail d’optimisation, ce qui permet de générer rapidement des conceptions hautement optimisées.
Compromis entre les indicateurs clés de performance
La recherche de la conception optimale d’un moteur électrique est très complexe, car chaque choix de conception peut affecter plusieurs secteurs clés de performance. Par exemple, le choix d’un type d’aimant plus puissant sera bénéfique pour les performances, mais augmentera le coût des matériaux, influencera les performances thermiques et acoustiques et nécessitera potentiellement un changement de rotor et de stator.
“Chaque décision de conception est un compromis”, déclare Ilja Siera, chef de projet pour l’innovation en matière de propulsion électrique chez Punch Powertrain et responsable de la création de la plateforme. “Il est donc de la plus haute importance que tous les compromis soient analysés le plus tôt possible dans le processus de conception, de préférence au stade de la planche à dessin. Notre plateforme développée en interne nous permet justement de le faire et d’apporter une valeur ajoutée immédiate à nos clients”.
Every design decision is a trade-off. It is therefore of utmost importance that all trade-offs are laid bare at the earliest possible stage in the design process, preferably while still on the drawing board. Our in-house developed platform enables us to do just that, delivering immediate value to our customers.
Optimisation de la conception en fonction des besoins du client
L’approche unique de Punch Powertrain permet d’optimiser la conception sur mesure, en fonction des besoins du client. Les spécifications, telles que définies par le client, sont introduites dans la plate-forme avec les limites supérieures et inférieures de l’espace de conception à évaluer. Par exemple, si le véhicule est conçu pour une utilisation sur autoroute, les calculs d’efficacité se concentrent sur la vitesse de 120 km/h. Les matériaux utilisés, les dimensions extérieures et les caractéristiques du véhicule sont également pris en compte. Cela inclut également les matériaux utilisés, les dimensions extérieures et la géométrie interne du moteur électrique. Les contraintes et les objectifs d’optimisation qui en résultent, ainsi que les conditions de fonctionnement pertinentes, sont ainsi adaptés à l’application spécifique du client.
Vitesse et precision
Afin d’identifier la conception la plus optimale, la plateforme d’optimisation itère sur des milliers d’échantillons possibles. Pour accélérer ce processus, la plateforme utilise le calcul haute performance (HPC) qui parallélise le travail de calcul et réduit le temps de calcul à une ou deux minutes par échantillon. En outre, le logiciel d’optimisation utilise des algorithmes sophistiqués conçus pour converger en un nombre minimum d’itérations. Pour garantir la précision, tous les modèles de calcul ont été minutieusement validés au moyen de mesures sur des installations et des échantillons dédiés. Cela permet à Punch Powertrain de passer des exigences du client à la conception correspondante en seulement deux semaines.
L’avantage stratégique apporté par la plateforme multidisciplinaire d’optimisation de la conception nous permet de devancer nos concurrents, démontrant ainsi le leadership technologique et la compétitivité économique de l’entreprise dans le domaine des solutions de transmission durables.
