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Cupra Racing:赛车运动的电动未来 —— PTC第三方视角博客文字整理

作者:Xavier Serra, Cupra Racing 赛车主管 Brian Thompson, PTC CAD 部门总经理2024.08.08阅读 5659

  赛车运动正在被重新定义:未来的赛车运动正在发生。随着电动方程式赛车(Formula E)、国际汽联电动赛车世界杯(FIA eTouring Car World Cup)以及非赛道极限运动(ExtremeE)的到来,电动赛车已成为主流www.cechina.cn,并吸引着全世界的目光。作为首款电动赛车的真正先驱,Cupra Racing成为许多此类赛事的卫冕冠军也就不足为奇了。Cupra E-Racer不仅为高性能赛车设定了标准,还重塑了人们对电动赛车的看法。如果您认为电动赛车无法与内燃赛车竞争,那就大错特错了。正如您将在下文看到的:激情、速度和动力--一切尽在其中。

  Cupra Racing:实现电动梦想
  在这里,我们的Cupra梦想变成了现实:我们对直接出厂的Cupra公路车进行改造,为它们安装不同的轮辋、踏板和扰流板。Cupra是一个诞生于21世纪的品牌。我们称自己为 "非常规挑战者",因为我们希望以不同的方式做事。2018年,我们有一个承诺和愿景,那就是实现赛车运动产品组合的电气化。我们的起步比社会或赛车界都要早。我们一开始就觉得自己有点特别:我们拥有了有史以来第一辆电动赛车,但却无处比赛,因为全世界只有内燃机赛车比赛。我们因此似乎成为了先驱。
  把公路车变成赛车
  当我们准备把最终的赛车交付给客户时,它看起来像是一辆Cupra Lyon的汽车,但它有一个非常大的翼子板、拉伸的挡泥板、内部有一个原始的仪表盘、一个赛车桶式座椅……我们没有为它配置任何乘客座椅、任何安全带、任何花哨的东西。我们追求的是纯粹的性能,而不是舒适。国际汽联世界赛车杯在一个半月前结束,我们目前正在对这辆车在赛季结束时的表现进行评估。这是一辆复杂的赛车,我们三年前就开始设计了。E-Racer以Cupra Leon公路版车身为基础,但我们在后轴上安装了赛车电动电池和电动机,其功率接近700马力,这是一辆没有变速箱的后轮驱动的赛车,只有一个齿轮。从静止加速到100公里/小时仅需3.2秒,电动机可产生近1000牛顿米的扭矩。
  内燃与电动
  电动技术比内燃技术更高效,电动机的效率可达90%以上,而内燃机的效率只40%左右。但我们仍在学习这项技术。我们确实相信赛车将是电动的,而且现在已经是电动的,将来会更加电动。这些赛车就是最好的证明,它们的表现令人惊叹。当你看到所有车手从内燃机转向电动车时,你会觉得非常有趣。我们总是说,"让我们看看这些家伙会有什么反应", 他们都会说"哇"。对于驾驶员来说,一旦你坐进车内,你就会听到车轮、齿轮、电机和轮胎在碎石上的声音,你听不到其他任何声音,这是完全不同的。但性能是一样的,甚至比内燃机更强。我们感觉不到内燃机的噪音。人们常说电动汽车是静音的,缺乏激情,但其实不然。
  电子驾驶体验
  当驾驶员坐在车里时,他的坐姿比较高,因为在他的座位下面和背后有65千瓦的电池。我们必须把这些大电池放在四周。驾驶员驾驶舱的按钮很少。方向盘上却有很多按钮,这个小仪表盘上有很多信息:SOC状态、电池状态、温度、电力隔离等所有信息。它们都很重要,意义重大,驾驶员需要随时监控这些信息。前大灯和后车灯闪烁,这意味着高压电已经打开。而车内的绿灯表示汽车电气隔离系统正常,可以安全行驶。当我按下点火按钮时,它的声音更像是飞船或火箭。有人说听起来像蚊子的声音,因为它从很远的地方传来,在你耳边越来越像蚊子的声音。
  赛车运动的未来 
  在过去的五年时间里控制工程网版权所有,人们对电动赛车运动的看法发生了很大变化。我想说的是,最初很少有人为其辩护、更多人对其是一种非常抵触的态度,虽然到现在人们对电动赛车运动的看法也不是完全公允,但是人们已经开始注意到,电动赛车是一种性能和电气化完美结合的产物,这两个世界正在交汇。Cupra的愿景是与赛车世界和生态系统相结合,形成了一条电动化的道路。我为我们迄今取得的成就感到自豪:我们是唯一一个在赛道上赢得高水平电动比赛的品牌,两次赢得国际汽联电动赛车世界杯,并在赛道外也取得了胜利。我们开始在赛道上取得成功。另一方面,我们继续支持世界各地的客户,赢得国家和地区锦标赛。未来的赛车运动肯定是电动的。
  PTC的专家说:PTC 如何帮助设计过程
  要在赛道上保持竞争力,需要付出无数的努力和心血,但很多工作都发生在单个车辆部件设计的早期阶段。这就是Cupra使用PTC 3D计算机辅助设计软件Creo的原因。

Xavier Serra, Cupra Racing 赛车主管

Brian Thompson, PTC CAD 部门总经理
  关于Creo
  Creo是PTC的旗舰3D设计工具,它在这一行业中占有重要地位。我们在赛车运动和汽车行业拥有强大的影响力,Cupra是我们的长期客户。对于一家必须将车辆的每一丝性能都发挥到极致的公司来说,使用高保真3D CAD软件是理所当然的选择www.cechina.cn,因为该软件可以将设计的每一个部分都数字化,甚至精确到千分之一英寸。他们就在三维环境中,因此可以确保没有任何错误CONTROL ENGINEERING China版权所有,完整的设计就在那里,他们可以进行所有的验证工作和所有的开发工作,而且他们有许多设计工程师在整个车辆设计中进行协作,无论是设计驾驶员座椅的设计工程师,还是设计悬挂系统的设计工程师,或者是这个团队可能正在研究的各种版本的动力总成设计工程师。
  虚拟协作,实实在在的好处
  对于任何制造商来说,上市时间都至关重要,但对于赛车队来说,你有一个最后期限CONTROL ENGINEERING China版权所有,那就是下个周末或下下个周末的比赛日。因此,最后期限是不会改变的。我们在这里做的很多事情都是帮助他们简化流程。当你以数字方式完成所有工作时,你可以快速协作、犯错、快速改正错误并继续前进,因为在数字世界中,犯错不会让你付出太大代价,你只需继续工作并与团队协作。因此,无论是电动汽车还是传统的内燃机动力总成,都可以让不同的人在一个单一的三维设计上进行合作,然后确保高效地交付给制造部门。这就是三维设计的作用。这就是他们多年来一直是我们客户的原因。看到他们所做的一切真是令人兴奋。
  确保设计符合要求
  对于像Cupra这样的公司,或者像Cupra赛车队这样的大公司的一个部门来说,尤其是考虑到他们所从事的领域是性能至上--就是要将动力传递到地面,并尽可能使用最轻的车辆,同时还要保证安全,满足所有的刚度要求和安全要求--这就需要大量应用仿真技术来验证设计是否满足应力要求,以及这些车辆必须承受的冲击。你可以花几周时间在赛道上进行测试,也可以花几天时间在数字世界中进行一系列模拟,以确认设计符合要求。更为重要的,当意识到设计不符合要求时,在产品仍处于数字形式时进行一些更改,更有利于最终确保设计符合要求。
  多用途技术
  在电动汽车领域,我们有高能量密度的电池,保持电池冷却至关重要,这也是模拟气流和管理这些热特性以及结构特性的实际方法。有趣的是,在这个世界里,汽车外部的气流不再仅仅是为车辆提供足够的下压力。它还关系到"我们是否为电池组提供了足够的空气?"对于这样的系统,实际上需要更多的热管理,而这种类型的模拟也可以作为设计流程的一部分在Creo中进行。因为设计工程师必须进行新型仿真--热分析、流体流动分析--都可以在Creo产品套件中实现。因此,很高兴看到Cupra能够利用这些优势。
  效率提高两位数 
  通过对设计中的所有关键部件进行仿真,不仅能够最大限度地减少最终推出和测试原型时的返工量,而且还能节省大量时间。因为每次测试出现零部件破损时,对他们来说可能都需要几天时间,即便他们可以直接从Creo中快速制作原型:如果需要生产的材料很难找到,那他们可能需要数周时间;即便他们可以直接从Creo中制造出某些零件,往往也需要至少一夜或者一天的时间。因此对关键部件进行仿真,对于团队来说,能极大地提高两位数的效率。
  节省时间和成本
  制造复杂零件需要很长时间。在Cupra这样的团队中,我们确实看到了PTC仿真技术的大量应用。我们将其与Creo集成的方式,能够让设计工程师触手可及。他们不需要通过一些特殊的流程来利用这项技术。他们只需在设计中建立载荷和边界条件,并按照现实世界中的方式定义测试。但他们是以数字方式完成的,而且是在生产设计中完成的,因此对他们来说确实节省了时间。我们将仿真技术深度集成到设计流程中,供Cupra等客户使用,因此可以节省10%、20%、30%的车辆设计时间。

  
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