Успешно завершен второй этап разработки малогабаритного городского электромобиля

Специалисты Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®) СПбПУ (ИЦ «ЦКИ») – ключевого структурного подразделения Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» – успешно завершили второй этап разработки малогабаритного городского электромобиля.

Проект «Создание «умного» цифрового двойника и экспериментального образца малогабаритного городского электромобиля с системой ADAS 3-4 уровня» реализуется по заказу Министерства науки и высшего образования РФ (соглашение №075-02-2018-1908 от 20.12.2018 г., УИП RFMEFI57818X0269).

Среди целей проекта, лежащих в зоне ответственности инженеров Центра НТИ СПбПУ, – создание комплекса программ «Умный» цифровой двойник» и разработка методик цифрового проектирования и оптимизации электромобиля. «Умный» цифровой двойник позволит проводить виртуальное тестирование и настройку автомобиля, моделировать и измерять любые его показатели в различных условиях жизненного цикла с детальным учетом характеристик материалов и особенностей технологических процессов.

Такое сочетание технологий дает возможность сократить трудозатраты на разработку электромобиля не менее чем на 30% и более чем вдвое сократить длительность работ по выпуску серийного образца. В ходе проекта должно быть продемонстрировано сокращение времени проектирования путем разработки и изготовления в краткие сроки экспериментального образца электромобиля с использованием серийных или близких к серийным технологий.

Руководитель проекта д.т.н., профессор, ведущий научный сотрудник Инжинирингового центра (CompMechLab^®) и Института передовых производственных технологий СПбПУ Юрий Болдырев: «Все проектные решения соответствуют матрице целевых параметров и ограничений и многократно выверяются на виртуальных испытательных стендах. Модели подвесок выполнены с учетом общей компоновки автомобиля, на основе кинематических схем подвески и с учетом технологических процессов изготовления. Каркас кузова электромобиля проходит многокритериальную оптимизацию по показателям пассивной безопасности, жесткости и виброакустического комфорта».

Результаты второго этапа работ:

• В краткие сроки с применением технологии цифрового двойника разработана конструкция каркаса кузова, определены состав кузова и технология изготовления отдельных конструктивных элементов. Каркас разработан с учетом платформенности будущей линейки электромобилей с применением метода Simulation-Based Design («проектирование на основе математического моделирования»), включающим десятки многокритериальных расчетных проверок цифрового двойника кузова электромобиля.

Конструкция каркаса кузова электромобиля

• На разработанном виртуальном испытательном полигоне каркас кузова прошел порядка 200 виртуальных испытаний, произведена его оптимизация в части соответствия требованиям ЕЭК ООН по пассивной безопасности, проведен контроль прочности, жесткости и показателей виброакустики кузова.

Виртуальные испытания конструкции электромобиля на пассивную безопасность согласно требованиям правил ЕЭК ООН и рейтинговым тестам

• Выполнена проработка стилевого решения экстерьера, разбиение стилевых поверхностей на кузовные детали исходя из линий разъемов, кинематики открывания и общего дизайна; проведена оценка конструкции деталей на технологичность с учетом ограничений выбранной технологии изготовления (стеклопластиковые панели экстерьера кузова).

Кузовные панели левой боковины электромобиля

• Выполнена проработка стилевого решения интерьера с учетом ограничений выбранной технологии изготовления (стеклопластиковые панели), проработаны модели сидений и рулевого колеса.

Детали интерьера	Конструкция сидений первого и второго ряда

• Разработана геометрия воздуховодов системы кондиционирования воздуха.

Поле температур лобового стекла при обдуве теплым воздухом;
элементы системы кондиционирования воздуха

• Разработан и изготовлен полный комплект деталей подвески для ЭО электромобиля; проведены натурные и виртуальные испытания, валидация конечно-элементных моделей рычагов; проведены испытания жесткости линейки сайлент-блоков и буферов отбоя, скорректированы параметры расчетных моделей.

Детали подвески электромобиля

• На базе Product Definition (описание полного состава автомобиля), являющегося неотъемлемой частью цифрового двойника, разработана электронная архитектура, подготовлен перечень электронных компонент в составе ЭО электромобиля, разработана структурная схема ЭО электромобиля. Проведена оценка рынка на возможность закупки готовых компонент электронной архитектуры электромобиля, удовлетворяющих предъявленным требованиям и обладающих необходимым функционалом. По результатам проведенного анализа разработана функциональная схема электрооборудования экспериментального образца.
• Выполнены виртуальные испытания и проработка конструкции деталей системы охлаждения:

Поле скоростей воздушного потока в подкапотном пространстве

• Проведена конструкторская проработка деталей тормозной системы.

Тормозная система электромобиля

Реализация проекта ведется на Цифровой платформе CML-Bench™ – собственной уникальной разработке ИЦ «ЦКИ» для проектирования и производства глобально конкурентоспособных продуктов нового поколения, проведения виртуальных испытаний, создания виртуальных полигонов и стендов, «цифровых двойников» (Digital Twin) изделий (DT-1) и процессов их производства (DT-2) с применением передовых производственных технологий.

Цифровая платформа CML-Bench™ обеспечивает эффективную распределённую работу инженеров в удаленном режиме, в частности, условиях самоизоляции. Специалисты ИЦ «ЦКИ» и заказчики CompMechLab® имеют свободный круглосуточный доступ к ресурсам и проектным задачам. Все решенные задачи хранятся в цифровой платформе CML-Bench™ и формируют Digital Brainware, насчитывающее сегодня ~175 000 решений, которые поступают в Систему интеллектуальных помощников CML-AI™.

Детали проекта по разработке электромобиля см. по ссылке.