ATCx Electrification for Engineers

Cette session pleinière portera sur l’optimisation du groupe motopropulseur en vue d’une densité de puissance et d’une efficacité énergétique élevées, grâce à l’utilisation des technologies de pointe pour le développement des systèmes électriques. Nous présenterons une gamme variée d’applications à transmissions électriques provenant de diverses industries, notamment l’automobile, l’aérospatiale, les machines mobiles et stationnaires. Chaque session se focalise sur des exigences environnementales spécifiques, mais il existe un principe directeur : nous devons tous comprendre les interactions et les interdépendances à l’échelle du système et optimiser notre groupe motopropulseur en fonction de ces connaissances. C’est ainsi que nous parviendrons à une électrification plus durable à long terme.

L’électrification des systèmes de mobilité et d’actionnement s’accélère. Pour réduire les émissions de carbone et élaborer des solutions plus durables, les entreprises doivent acquérir de nouvelles compétences et modifier leurs pratiques et outils de conception. Cette présentation vous permettra de découvrir les dernières techniques de modélisation disponibles pour accélérer la création de produits électrifiés et les rendre efficaces sur le plan énergétique, sûrs, durables et abordables.

Royton Jones, Senior Vice President, Automotive chez Altair et Maximilian Szwaj, VP Lotus Tech & Managing Director LTIC of Lotus Tech Innovation Centre GmbH où ils discutent de la stratégie d’innovation, de la nouvelle Lotus Eletre – SUV EV à traction intégrale, et de l’avenir de l’industrie automobile.

Cette table ronde réunira des experts en moteurs électriques de différentes entreprises qui partageront leurs points de vue sur la prochaine génération de moteurs électriques, discuteront des tendances de l’industrie et de la manière dont les nouveaux outils et approches tels que la simulation numérique et l’optimisation contribuent au développement de groupes motopropulseurs électriques innovants et performants.

Avec le développement accéléré de l’électrification des véhicules, les équipementiers automobiles et les fournisseurs de moteurs de traction repoussent les limites de la conception des machines électriques. En raison de la demande croissante liée à la tendance à l’e-mobilité, les moteurs électriques doivent être plus efficaces et mis sur le marché plus rapidement et à moindre coût. Il faut donc trouver le meilleur compromis entre les performances, la fabricabilité et le coût pour chaque transmission électrique.

Augmenter la densité de puissance et utiliser moins d’aimants en terres rares pour réduire les risques dans la chaîne d’approvisionnement, accroître la durabilité et réduire les coûts globaux ne sont que deux des défis typiques auxquels les concepteurs de moteurs doivent faire face. Les approches numériques telles que l’optimisation de la forme ou de la topologie sont de plus en plus utilisées pour relever ces défis. Nouvelles structures de moteurs et technologies de fabrication, y compris La fabrication additive ou les concepts de refroidissement perturbateurs jouent également un rôle de plus en plus important dans le développement et la construction de la prochaine génération de moteurs électriques.

Les défis posés par le développement des systèmes de propulsion électriques actuels et futurs exigent une adéquation optimale entre l’efficacité de la chaîne de traction électrique, la puissance d’entraînement, la capacité de la batterie et la prise en compte des problèmes des fabricants de composants, tels que le coût et le délai de mise sur le marché. C’est surtout dans le cas de la sélection et de la mise au point de chaque composant spécifiquement conçu pour le système que réside un énorme potentiel d’amélioration de l’efficacité globale du groupe motopropulseur et d’un rapport puissance/poids élevé. Mais chaque composant présente des caractéristiques et des effets spécifiques à un domaine, de sorte que des experts de différents domaines doivent combiner leurs connaissances dans le cadre d’une approche systémique du développement. Cette session mettra en avant les technologies de simulation interdisciplinaires récentes, qui permettent aux ingénieurs de créer un prototype virtuel d’un groupe motopropulseur optimisé sur le plan énergétique.

Les systèmes de moteurs électriques sont des problèmes de conception complexes. Aujourd’hui, le développement repose sur des analyses entre disciplines et plateformes, ce qui peut augmenter les délais et les coûts en raison d’erreurs et de boucles de rétroaction inadéquates. Les considérations relatives à la fabrication et la conception pour le prototypage rapide sont également des aspects essentiels du développement des systèmes de moteurs électriques afin de réduire le délai de mise sur le marché. Enedym PRISM est une plateforme unique qui améliore la précision et la rapidité du développement des systèmes moteurs tout en économisant du temps et des ressources d’ingénierie. Cette présentation introduit Enedym PRISM et montre comment il est configuré.

Il existe un besoin mondial de réduire la consommation d’énergie et, parallèlement à l’électrification massive du secteur automobile, cela nécessite une recherche permanente de l’équilibre optimal entre la masse et les performances des véhicules.
BeonD est un pionnier dans ce domaine, s’engageant dans le développement multidisciplinaire de composants et de solutions dans le but ultime de maximiser les performances. Plus précisément, BeonD analyse la méthodologie de développement des composants composites, depuis la caractérisation des matériaux jusqu’à la validation finale des composants, tout en utilisant RADIOSS d’Altair.
Dans cette présentation, BeonD présentera une étude de cas impliquant la corrélation et la sensibilité en relation avec la gestion thermique du bloc-batterie. Cette étude commence par une analyse expérimentale d’une cellule unique et se poursuit par l’identification et l’analyse des stratégies de refroidissement, réalisées à l’aide du logiciel OPTISTRUCT d’Altair.

Dans un secteur qui évolue rapidement, il est plus important que jamais d’être en mesure de tirer rapidement des enseignements des données. Pourtant, de nombreuses initiatives dans le domaine de la science des données se heurtent à des obstacles techniques, organisationnels et financiers qui entravent leur réussite.
Dans cette session pratique, vous verrez comment Altair RapidMiner peut créer une solution de bout en bout pour prédire la durée de vie des batteries – en utilisant une approche visuelle conçue pour responsabiliser vos équipes et accélérer le temps de retour sur investissement pour votre organisation.

Le rapport puissance/poids des systèmes électrifiés est l’un des indicateurs de performance les plus critiques. La réduction du poids des pièces mobiles et du groupe motopropulseur lui-même est essentielle à l’efficacité énergétique. Dans les applications de transport (voitures, vélos, bus, bateaux, avions), la réduction du poids est l’un des principaux objectifs de conception, car elle influe sur l’autonomie du véhicule. Pour obtenir une densité de puissance élevée, le groupe motopropulseur doit être évalué dans le système global en même temps que la réduction du poids de tous les autres composants afin d’éviter les effets négatifs, tels que la détérioration des NVH ou de la contrôlabilité du véhicule. Ce volet présente les derniers développements en matière d’allègement des composants du groupe motopropulseur, ainsi que de leur environnement structurel.

Une discussion informelle avec Christian Kehrer, directeur du développement commercial – Intégration des systèmes chez Altair et Dr. Miklos Gäbler, directeur du programme aérospatial chez Axyal Propulsion, où ils discuteront de la technologie des moteurs électriques pour les applications en vol – en commençant par les principaux moteurs du développement des moteurs électriques dans l’aviation, ils discuteront de la nécessité des méthodes de simulation, également dans le contexte de la collaboration entre les différents partenaires de développement avant de conclure avec une perspective sur l’aviation verte au cours de la prochaine décennie.

Crouzet conçoit des composants mécatroniques, dont certains sont des moteurs électriques et des circuits magnétiques pour des capteurs destinés à des applications exigeantes, en particulier dans l’aérospatiale. Par conséquent, afin de trouver la meilleure solution pour atteindre des performances élevées tout en conservant un poids et des dimensions aussi faibles que possible, nous devons simuler des conceptions électromagnétiques et trouver des méthodes pour optimiser efficacement les conceptions.

Un modèle configurable est toujours nécessaire pour optimiser la conception, sur la base de paramètres géométriques et physiques en créant des études paramétriques, ce qui permet ensuite d’améliorer l’efficacité des moteurs et la précision des capteurs.

Les scripts Python et la résolution par lots sont également très importants pour réduire le temps nécessaire à la simulation ; ils permettent de tester et de comparer plusieurs configurations qui ne peuvent pas être comparées par de simples études paramétriques (telles que des technologies différentes et des modifications majeures de la conception).

Lors du développement des véhicules électriques, il est nécessaire d’évaluer plus soigneusement leur application pratique par rapport aux véhicules à combustion. Cela s’explique par le fait que les batteries doivent impérativement supporter une trajectoire complète jusqu’à ce que l’occasion de les recharger se présente. De nombreuses techniques existent pour émuler la dissipation d’énergie, et notre article vise à élucider l’une de ces approches. Nous utilisons une formulation dynamique de véhicule largement reconnue, encapsulée dans un script, en interface synergique avec un optimiseur. Cette combinaison facilite la génération d’un large éventail de scénarios, ce qui nous permet de simuler efficacement l’efficacité d’une batterie dans le cadre d’une application spécifique.

Outre la propulsion électronique, d’autres systèmes nécessitent un actionnement – dans les transports, ainsi que dans les machines industrielles et mobiles, la fabrication ou la robotique, pour n’en citer que quelques-uns. Les ingénieurs qui conçoivent les systèmes d’entraînement sont confrontés à plusieurs défis qui ne peuvent être relevés qu’en ayant une vue d’ensemble. Des performances élevées, un espace limité, des mouvements complexes et souvent aussi des conditions environnementales exigent une combinaison de principes physiques multiples. Les sous-systèmes mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électromagnétiques et électriques fonctionnent ensemble et leurs caractéristiques spécifiques doivent être prises en compte dans leurs interactions. Pour répondre aux demandes sans cesse croissantes du marché en matière de solutions d’actionnement et pour rester compétitifs, les fabricants doivent continuellement améliorer les performances et la fiabilité de leurs machines, livrer des produits rapidement et développer des solutions innovantes. Cette session explore comment, avec les nouvelles technologies de développement des moteurs électriques, les sous-systèmes électriques et autres interagissent dans les applications, et s’il est judicieux de remplacer les anciens principes d’actionnement.

Le processus complet de conception d’un moteur typique pour cette application, développé par Héroux-Devtek Espagne, sera présenté, depuis la dérivation des exigences pour le moteur à partir d’une spécification de haut niveau jusqu’aux essais fonctionnels au banc. Une attention particulière sera accordée aux processus de conception, de développement, d’optimisation et de vérification des capacités fonctionnelles de ce moteur à l’aide des outils Altair ‘FluxMotor’, ‘Hyperstudy’ et Flux2D. L’impact des environnements à haute température sur le bobinage, les matériaux d’isolation et l’électronique sera abordé comme point de départ des nouveaux défis de plus en plus demandés par l’industrie.

L’électrification est un sujet d’actualité non seulement dans le secteur automobile, mais aussi dans le secteur industriel. Dans les applications stationnaires, elle est depuis longtemps développée comme alternative aux entraînements conventionnels, tandis que dans le secteur mobile, elle prend de plus en plus d’ampleur en raison de l’évolution rapide des batteries. La présentation met en évidence les applications des différents domaines de l’entraînement hydraulique et montre des méthodes et des exemples de sélection, de conception et de mise en œuvre de systèmes électrifiés.

Les données, les logiciels et l’IA vont constituer une part de plus en plus importante du monde de l’ingénierie.
Le métamodèle est un modèle mathématique composé d’équations analytiques capables de reproduire et de décrire le comportement réel d’un dispositif.