- Marzo 27, 2023
Punch Powertrain progetta i suoi prodotti con il massimo livello di digitalizzazione e automazione, adattandoli alle esigenze di un mercato automobilistico sempre più elettrificato. Con la sua nuova Multidisciplinary Design Optimization Platform, ha creato una piattaforma basata su modelli, che collega più discipline relative alla progettazione di motori elettrici in modo efficiente in termini di tempo, garantendo un elevato livello di precisione. Ciò consente all’azienda di sviluppare rapidamente e ottimizzare le soluzioni di prossima generazione per i motori elettrici, passando dalla “richiesta del cliente” alla corrispondente progettazione in sole due settimane.
Automatizzazione dell’ottimizzazione della progettazione basata su modelli
Per lo sviluppo dei suoi sistemi di propulsione, Punch Powertrain cerca di ottenere il design più sostenibile a un costo accessibile. In questo processo, il progetto deve soddisfare tutti i requisiti stabiliti dal cliente, ad esempio in termini di densità di potenza, efficienza e prestazioni NVH. Di conseguenza, l’ingegnere progettista di motori elettrici si trova ad affrontare una serie di scelte progettuali relative alla forma geometrica del motore e alla selezione dei materiali, scegliendo il design del motore elettrico più adatto tra le milioni di combinazioni possibili.
Per accelerare la ricerca dei migliori progetti complessivi, Punch Powertrain ha creato una piattaforma che collega tutti i modelli di calcolo per efficienza, costi, prestazioni, integrità strutturale, prestazioni NVH e risposta termica a un software di ottimizzazione avanzato. Oggi questa piattaforma viene applicata alla progettazione di motori elettrici per una parte cruciale del portafoglio dell’azienda: i sistemi di propulsione elettrica. L’uso della piattaforma, alleggerisce il lavoro dell’ingegnere, eliminando la maggior parte del lavoro manuale di calcolo e ottimizzazione, con il risultato di una rapida generazione di progetti altamente ottimizzati.
Scambi tra indicatori chiave di prestazioni
La ricerca del progetto ottimale di un motore elettrico è molto complessa, poiché ogni scelta progettuale può influire su più indicatori di prestazione. Ad esempio, la scelta di un tipo di magnete più potente sarà vantaggiosa per le prestazioni, ma a sua volta aumenterà il costo dei materiali, influenzerà le prestazioni termiche e acustiche e richiederà potenzialmente una modifica del rotore e dello statore.
“Ogni decisione progettuale è un compromesso” afferma il Dr. Ilja Siera, Project Leader in E-drive Innovation presso Punch Powertrain e responsabile della creazione della piattaforma. “È quindi estremamente importante che tutti i compromessi vengano individuati il più presto possibile nel processo di progettazione, preferibilmente quando sono ancora sul tavolo da disegno. La nostra piattaforma sviluppata internamente ci permette di fare proprio questo, offrendo un valore immediato ai nostri clienti”.
Ogni decisione progettuale è un compromesso. È quindi estremamente importante che tutti i compromessi vengano individuati il più presto possibile nel processo di progettazione, preferibilmente quando sono ancora sul tavolo da disegno. La nostra piattaforma sviluppata internamente ci permette di fare proprio questo, offrendo un valore immediato ai nostri clienti
Ottimizzazione della progettazione su misura per le esigenze del cliente
L’approccio unico di Punch Powertrain consente di ottimizzare la progettazione su misura, in base alle esigenze del cliente. Le specifiche definite dal cliente vengono inserite nella piattaforma insieme ai limiti superiore e inferiore dello spazio di progettazione che può essere valutato. Ad esempio, se il veicolo è destinato a un uso autostradale, l’attenzione dei calcoli di efficienza si sposta verso i 120 km/h. Ciò include anche i materiali applicati, le dimensioni esterne e la geometria interna del motore elettrico. I vincoli e gli obiettivi di ottimizzazione che ne derivano, così come le relative condizioni operative, vengono adattati alla specifica applicazione del cliente.
Velocità e precisione
Per identificare il progetto più ottimale, la piattaforma di ottimizzazione itera attraverso migliaia di possibili campioni. Per accelerare questo processo, la piattaforma utilizza l’High Performance Computing (HPC) parallelizzando il lavoro di calcolo e riducendo il tempo di calcolo a uno o due minuti per campione. Inoltre, il software di ottimizzazione utilizza algoritmi sofisticati, progettati per raggiungere la convergenza entro un numero minimo di iterazioni. Per garantire la precisione, tutti i modelli di calcolo sono stati accuratamente convalidati mediante misurazioni su campioni e set-up di misura dedicati. Ciò consente a Punch Powertrain di passare dai requisiti del cliente alla progettazione corrispondente in sole due settimane.
Il vantaggio strategico apportato dalla piattaforma di ottimizzazione della progettazione multidisciplinare ci pone in una posizione di vantaggio rispetto ai nostri concorrenti, dimostrando la leadership tecnologica e la competitività dell’azienda nel campo delle soluzioni di propulsione sostenibili.
