踏上征程:电动汽车软件如何使越野冒险民主化

电动汽车(ev)已经在重塑我们对驾驶的一切认知，在不久的将来，我们能看到多大的变化，谁也不知道。生物特征识别、个人语音助手和自动停车功能都可以帮助你找到一个好的停车位，但对于我们这些喜欢开车的人来说，前面还有什么呢?尽管出现了这些趋势，但人们对休闲巡航的兴趣仍然很大，这就是为什么Sam Poirier，联合创始人兼首席执行官潜在的汽车该公司正在实现越野电气化，并通过软件提升驾驶体验。

正是普瓦里尔最初对电动汽车转换的兴趣，使他走上了一条更大的道路。通过这项工作，Poirier看到了一般移动领域向电气化的巨大转变，并扩展到硬件领域，他决定利用这一点将技术应用到越野领域。

Poirier现在想要加强而不是削弱驾驶员与环境之间的越野互动。这其中的诀窍在于增加一层软件，在极端条件下进行副驾驶。该软件应根据驾驶员的技术水平做出反应，而不削弱在泥泞沼泽和岩石地形上导航时的控制感。通过Ansys仿真软件收集数据是解释这种连接体验的重要组成部分。

Poirier说:“例如，我们正在研究的一件事是主动控制悬挂系统，当你通过不同类型的地形时，改变车辆每个角落的阻尼。”“今天，你可以通过一个按钮来完成，或者你必须下车手动更改悬挂，这需要一定的技能水平。这两个方向都可能出现极端情况，这取决于驾驶者的情况。因此，软件能够根据用户的不同程度提供不同的驾驶选择是非常重要的。”

Ansys启动程序支持电动汽车软件开发更清洁，更安静的娱乐

电动汽车需要对不同部件进行更高水平的软件控制，例如悬架驱动、转向和扭矩矢量控制(电子系统中用于改变扭矩的差动技术)，这需要对车辆中的不同电机进行控制。与此同时，汽车制造商专注于提高在不利条件下的性能，同时降低硬件复杂性。在Ansys启动程序美国潜在汽车公司(Potential Motors)正在为电动越野车开发一款先进的车辆控制软件，通过对动力传动系统的整体控制来集中和简化电动汽车架构，从而改善在不利条件下的驾驶性能。

Poirier将该软件描述为越野车辆的“大脑”，并相信这是电动越野体验的关键。与道路应用程序一样，他相信他的简单、可扩展的软件程序将更有效地实现新的越野功能，并增强性能，支持更清洁、更安静的户外冒险。

“真正推动汽车电气化创新的是软件，”普瓦里尔说。“真正有趣的是对这一领域经验的需求，而我们已经开始建立一个拥有丰富经验的团队。我们更进一步，使用软件来改善在最极端条件下的驾驶，这将为更多人开辟休闲越野的机会。这也是原始设备制造商(oem)开发更传统的道路电动汽车应用的一个很好的测试平台。”

模拟上升和超过大岩石和通过泥沼

在发布之前对负载案例进行可靠的测试是整个软件开发的核心。越野车在行驶时需要能够承受相当大的载荷，因为它们将被用来上升和越过岩石，然后再次下降，这给悬挂和框架带来了很大的压力。Potential Motors已经能够用Ansys启动程序提供的工具对所有这些进行建模，并确保车辆的结构在不同的加载条件下都能保持不变。

使用Ansys软件在测试负载情况和其他对推进整车设计至关重要的领域非常有价值。它让潜在汽车公司的工程师们了解了汽车如何在崎岖的越野环境中生存。如果没有模拟，做出这样的决定将涉及数小时的手工计算，以检查和验证设计是否适合越野使用。实际验证涉及车辆的多个关键方面，包括底盘、悬挂组件、电池组设计和转向系统，并扩展到线束和乘员布局等其他方面。

在验证期间，Potential Motors使用了许多Ansys工具来实现其目标，包括:

• Ansys SpaceClaim，这是一款用户友好的三维计算机辅助设计(CAD)建模软件，可以轻松地为悬架、底盘和相关部件的仿真进行几何准备。
• Ansys Workbench，一个模拟集成平台，帮助团队保持所有的设计迭代在一个地方。
• Ansys机械有限元分析(FEA)软件，帮助识别用户界面中可用的热元素，而无需使用命令。
• Ansys流利流体模拟软件旨在帮助他们解决大型、复杂的问题。
• 与SolidWorks成功共享数据。

在Potential Motors使用模拟的工程师在共享工作站上运行六核Intel i7处理器和64 GB或更少的RAM，并使用AMD Ryzen Threadripper 3990X 64核和128 GB RAM，如果需要，还可以使用Amazon Web Services (AWS)。

Ansys Mechanical将电动汽车电池技术推向测试

到目前为止，Potential Motors主要受益于Ansys Mechanical，因为他们的工作重点一直是评估车辆负载，包括负载对电池组的影响。作为他们越野车设计的一部分，车辆电池模块被安装到实际的电池外壳上。

电池组外壳包括一个装有所有电子产品和电池模块的盒子。这个盒子里的每个电池模块都是分开的，需要安装下来，然后连接到母线上，母线是用于车辆配电系统的输入源和输出端子之间的电流分配的实心条。在这种情况下，周围的布线和电气元件也需要考虑。重要的是，电池组及其相关组件在车辆行驶时保持不动，以防止短路导致热失控，从而产生烟雾、火灾，甚至可能导致车辆爆炸。

普瓦里尔说:“基本上，我们能够提前做大量的分析，实际上围绕电池组的安装方式进行了几次设计迭代。”“在意识到它无法满足将要承受的载荷要求之前，我们提出了初始设计。Ansys仿真软件帮助我们进行了更适合我们整体设计策略的重新设计。”

Ansys机械排序抗滚杆设计中的载荷位移

Vincius de Almeida Lima是Potential Motors公司的汽车仿真工程师，他非常熟悉Ansys仿真软件。他用它来理解他们的防滚杆(ARB)设计的最大挠度。从本质上讲，他想要找出悬挂系统的一个元件在负载下的位移程度，这可能发生在某些动态越野条件下。

为了做到这一点，Lima首先在CarSim环境中运行了一个完整的车辆动力学模型，以获得车轮中心的最大悬挂位移。来自该模型的数据随后被输入到机械系统的详细子系统模型中，根据惯性效应，位移或加速度可以作为边界条件应用到整个悬架系统(臂、转向和ARB或扭转弹簧建模)的有限元分析中。

Lima表示:“ARB是悬架几何结构的组成部分——它连接了同一轴上车轮之间共享的所有悬架元件。“在第一次迭代中，我们模型中的大多数关节都使用Ansys Mechanical的刚体动力学求解器。如果我注意到任何应力集中，我可以很容易地重塑接触区域，以达到更可行的设计。”

在Ansys启动计划的支持下，作为越野电动汽车技术的创新者和主要力量，Potential Motors很高兴能加入电力运动的第二次电气化浪潮。该团队最大的挑战之一是模拟越野环境。为了克服这一问题，需要混合模拟和真实世界的数据:通过真实世界的测试，使用越野电动汽车原型收集数据，然后使用这些信息来验证他们的模拟。

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