전기차를 위한 디지털 미래 주도

전기차(EV)는 효율적이고 경제적이며 깨끗한 운송 시대를 열어주고 있습니다. 이들은 혁신적인 여행을 제공하고 스마트 시티의 모빌리티 생태계의 기반을 다지게 될 것입니다.

이 새로운 차세대 차량을 통합하려면 혁신가, OEM, 공급업체 등은 차량 엔지니어링을 재고하고 새로운 접근 방식을 찾아야 합니다. 개발 주기가 단축되면 모든 이해관계자 간의 전례 없는 협업이 요구됩니다. 차량 내의 여러 시스템이 영향을 받기 때문에 신기술의 통합으로 인해 복잡한 엔지니어링 문제가 제기되고 있습니다. 전기화를 위해서는 여러 분야를 통합하고 차량 성능을 보다 명확하게 파악할 수 있는 혁신적인 솔루션이 필요합니다.

전기차 엔지니어링을 위한 시뮬레이션의 주요 이점

향상된 성능

전기화를 통해 토크와 가속도가 향상되어 EV의 수용 능력을 높일 수 있습니다.

배터리 효율성 개선

R&D 및 시뮬레이션은 주행 가능 거리를 늘리고 충전 시간을 줄여줍니다.

비용 절감

경제적인 EV는 비용을 절감하고 접근성을 높입니다.

전기차 시뮬레이션을 위한 버추얼 트윈 익스피리언스

전기차를 개발하는 것은 개념 설계에서 최종 설계까지 여러 차례 반복되는 긴 프로세스이며, 광범위한 시제품 제작 및 테스트가 수반됩니다. 시뮬레이션은 모든 관련 설계 데이터를 수집하고 실제 동작을 정확하게 재현하는 버추얼 트윈 익스피리언스를 제공합니다. 이 가상 테스트는 물리적 테스트를 대체하여 시제품 수를 줄이고 개발 시간과 비용을 크게 절감해 줍니다.

MODSIM의 전기차 모델링 지원

통합 모델링 및 시뮬레이션(MODSIM)은 CAD와 CAE를 단일 환경으로 통합하여 설계와 해석 간의 간극을 제거합니다. 이러한 통합을 통해 엔지니어는 설계 변경의 영향에 대한 즉각적인 피드백을 받아 최적의 성능을 보장할 수 있습니다. EV 설계에 참여하는 모든 이해관계자는 시뮬레이션에 적극적으로 참여하고 대중화할 수 있으며, 팀 구성원은 동일한 최신 데이터를 기반으로 작업하므로 단일 통합 정보를 유지할 수 있습니다.

MODSIM - 통합 모델링 및 시뮬레이션 살펴보기

전기차 엔지니어링 프로세스의 기초

구성 요소 레벨
시스템 레벨
전체 차량 레벨

구동 응용 분야를 위한 전기 모터

전기 모터는 전기 및 하이브리드 자동차, 기차 및 산업용 기계에서 중요한 구성 요소입니다. 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 동작이 가능하게 합니다. 구동 모터는 높은 토크와 효율을 고려하여 설계되어 다양한 속도에서 강력한 가속과 원활한 작동을 제공합니다. 이 모터는 일반적으로 견고하고 가벼우며 혹독한 작동 조건에서도 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 주요 특징으로는 정밀한 속도 제어, 낮은 정비빈도, 높은 에너지 효율 등이 있으며, 지속 가능한 운송 솔루션에 이상적입니다. 모터 기술의 지속적인 발전으로 성능, 안정성 및 최신 전력 전자 시스템과의 통합이 계속 개선됩니다.

전력 전자 엔지니어링

구동 응용분야를 위한 전력 전자 장치는 전기 에너지 제어 및 변환을 통해 차량 및 트레인의 전기 모터를 구동하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 시스템은 에너지 소스(배터리 또는 전력 그리드 등)와 구동 모터 사이의 전력 흐름을 관리하여 최적의 성능을 보장합니다. 주요 구성품에는 전압, 전류 및 주파수를 조절하여 효율적이고 정밀한 모터 작동을 달성하는 인버터, 컨버터 및 컨트롤러가 포함됩니다. 전력 전자 장치는 감속 시 에너지를 회수하는 회생 제동을 활성화하여 전체 효율을 향상시킵니다. 최적화된 설계, 안정성 및 효율은 전기 및 하이브리드 구동 시스템의 발전에 있어 중요한 요소이며, 친환경 운송수단으로의 전환을 지원합니다.

EV용 인버터 전원 모듈을 설계하고 시뮬레이션하는 방법에 대해 알아보세요

기계 기어 구동 시뮬레이션

전기차(EV)의 기어 구동은 전기 모터의 출력을 휠로 전송하여 성능 및 효율성을 최적화하는 중요한 구성 요소입니다. 전통적인 내부 연소 엔진 차량과 달리 전기차량은 광범위한 전기 모터 토크 범위로 인해 단일 속도 변속기를 사용하는 경우가 많습니다. 이 간편함은 기계적 복잡성, 무게 및 유지 보수 필요성을 줄여줍니다. 기어 구동은 부드러운 토크 전달을 보장하여 가속 및 에너지 효율을 향상시킵니다. 일부 고급 EV에는 고속 기어박스가 통합되어 있어 고속에서 향상된 성능을 제공합니다. 이 설계는 NVH를 최소화하여 전기 차량의 특징인 조용하고 부드러운 주행 경험을 향상시킵니다.

전기 구동 엔지니어링

전기 구동 엔지니어링은 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 시스템을 설계, 개발 및 적용하는 데 중점을 둔 다학제적 분야입니다. 전기 구동이라고 하는 이러한 시스템은 전기차에 필수적입니다. 전기 기계는 꽤 오래 전부터 사용되어 왔지만, 구동 시스템에 전기 추진 시스템을 사용하게 되면 새로운 엔지니어링 과제가 많이 발생합니다.

전기 모터는 전기 구동 시스템의 핵심이며 속도, 토크 및 위치를 조절하는 전자 제어기에 의해 제어됩니다. 이러한 시스템과 관련된 엔지니어링에는 전기 엔지니어링, 제어 이론, 전자 및 기계 엔지니어링의 몇 가지 주요 영역이 포함됩니다.

자동차 배터리 팩 설계

배터리 팩은 전기차(EV)의 핵심으로, 전기 모터에 전원을 공급하는 데 필요한 에너지를 제공합니다. 주행거리에 대한 불안을 최소화하는 것은 물론 예상치 못한 일이 발생할 때 안전을 유지하기 위해 최대한 많은 에너지를 저장해야 합니다.

배터리 팩은 모듈에 배열된 수많은 리튬 이온 셀로 구성되어 에너지 밀도, 수명 및 안전에 최적화되어 있습니다. 이 설계는 주행거리를 최대화하고 충전 시간을 최소화하며 열 관리를 통해 과열을 방지하는 데 중점을 둡니다. 고급 배터리 관리 시스템(BMS)은 각 셀의 상태 및 성능을 모니터링하여 충전 및 방전 사이클의 균형을 맞춥니다. 전고체 배터리 및 급속 충전 기술과 같은 배터리 기술의 혁신은 전기차의 진화를 주도하여 전기차를 더 효율적이고 안정적이며 광범위한 채택을 위해 더 쉽게 접근 가능하게 합니다. 배터리는 매우 복잡한 시스템이기에 화학부터 셀 엔지니어링, 모듈 및 팩 엔지니어링 그리고 최종적으로는 전체 자동차 내 통합까지 모든 수준에서 고급 엔지니어링 방법이 필요합니다.

열 거동 분석

전기차 열역학은 최적의 성능과 효율성을 보장하기 위해 차량 내 열을 관리하는 데 집중합니다. 내부 연소 엔진과 달리 전기차는 더 적은 열을 발생하지만, 배터리, 전자 제어기, 전동 모터 등에 대한 효율적인 열 관리는 여전히 중요합니다. 액체 냉각, 열 펌프 및 상 변화 물질과 같은 시스템을 사용하여 최적의 온도를 유지하고 과열이나 저온으로 인한 효율 손실을 방지합니다. 적절한 열 관리는 배터리 수명, 충전 속도 및 전체적인 차량 성능을 향상시킵니다. 전기차가 발전함에 따라 다양한 기후와 주행 조건에서 주행거리와 신뢰성을 극대화하기 위해 첨단 열 시스템이 점점 더 중요해지고 있습니다.

전자기 적합성

전자기영역은 특히 전기 모터 및 충전 시스템 설계 시 전기차의 작동 및 효율성에 중요한 역할을 합니다. 모터의 전자기장은 전기 에너지를 기계적 동작으로 변환하며, 토크, 효율 및 출력 밀도를 최대화하기 위해 정밀한 설계가 필요합니다. 전자기 원리는 무선 충전 시스템에도 적용됩니다. 이 시스템에서는 코일 간 유도형 커플링을 통해 에너지가 전달됩니다. 효과적인 전자기 설계는 에너지 손실을 최소화하고, 열 발생을 줄이고, 차량 전자 장치를 방해할 수 있는 전자기 간섭(EMI)을 줄여줍니다. 전기차 기술이 발전함에 따라 전자기 최적화는 성능 향상, 범위 개선, 안정적이고 안전한 작동 보장 등에 있어 핵심 요소입니다.