汽車與交通運輸

汽車與交通運輸

平衡創新設計與法規挑戰,打造市場驅動產品

交通產業正處於快速變革之中,其驅動力源自於永續發展與都市化等趨勢。汽車產業需大幅革新設計,滿足更嚴格的排放法規,並將電動馬達、氫能等新技術投入量產。鐵路系統則迎來高速與城市軌道交通的建設熱潮;城市個人交通需求亦催生電動自行車、電動滑板車等創新方案。

為了在競爭中脫穎而出,製造商、供應鏈與基礎建設單位必須因應快速變動的需求。然而,開發新一代車輛(尤其從零開始的設計)是一項高成本且高風險的任務。全球統一輕型車測試程序(WLTP)等新法規也顯著提高測試要求。模擬技術提供解方,不僅能大幅縮短開發週期,同時減少對物理測試的依賴。

透過模擬,設計師可在虛擬雙生模型中優化單一零件或整體系統的效能。從初始概念到最終設計,皆可進行結構強度、空氣動力學、噪音、振動、舒適性與操控性等面向的性能預測與分析。潛在問題可在建立實體原型前即發現並修正,降低高昂的後期修改成本與風險。

SIMULIA提供完整的模擬工具組合,支援從零組件、整車到交通基礎建設的設計分析與優化,並可與主流 CAD工具與3DEXPERIENCE平台緊密整合。

關鍵效益

虛擬測試

虛擬測試

以虛擬風洞與駕駛模擬器取代部分物理測試。

風險最小化

風險最小化

在開發早期即發現潛在問題並儘早解決。

性能最佳化

性能最佳化

在動力、操控與乘坐體驗之間找到最佳平衡。

提高永續性

提高永續性

提升燃油效率或支援電動車新構型設計。

降低開發成本

降低開發成本

減少實體原型與反覆設計,以控制預算。

縮短上市時程

縮短上市時程

加速概念設計開發,取得市場先機。

應用場景

 
電驅系統工程

電驅系統工程

電動車或油電混合車的驅動系統設計,與傳統內燃機完全不同。工程師需同時考量馬達、線束、冷卻系統、功率電子與電池的整體配置。透過模擬驅動的優化流程,團隊可兼顧安全性、可靠性與續航表現,並有效評估各項設計參數對整體效能的影響,找出最佳整合方案。

座艙舒適與氣候控制

座艙舒適與氣候控制

駕駛與乘客體驗來自無數細節,包括溫度、振動、噪音與座椅支撐感等。HVAC(暖通空調)系統不僅影響熱舒適度,更是電動車能源消耗的重要因子。透過模擬,工程師能在不犧牲續航的前提下,最佳化空調與座艙內部系統設計。

概念階段結構設計

概念階段結構設計

結構設計起於概念階段,卻攸關整體開發成敗。概念設計階段的模擬讓工程師可在實體原型尚未建構前,即掌握車體結構的性能表現。不同設計方案可快速套用並模擬,無需重新網格劃分,大幅提升設計效率與效能折衷評估速度。

車輛動態模擬

車輛動態模擬

車輛的操控性與駕駛風格息息相關,不論追求平穩或動感駕馭,動態行為都決定乘坐體驗。透過多體動力學模擬,可針對轉向、懸吊與動力系統進行整合性分析。在虛擬雙生模型中可安全且迅速模擬顛簸路況與極端駕駛行為,並結合 HiL/MiL 技術,於駕駛模擬器中提供即時操控回饋,協助工程團隊調校整車動態。

動力系統強度、耐久性與振動模擬

動力系統強度、耐久性與振動模擬

動力系統的核心任務是將能源高效穩定地傳遞至車輪。引擎、馬達與變速箱等關鍵零組件需在長期高負載運行下維持可靠性。透過模擬分析,可深入掌握扭力傳遞路徑、識別潛在破壞與磨損風險,並進行整體疲勞與耐久性能的優化,進而提升整車穩定性與壽命。

底盤與懸吊系統模擬:強度、耐久性與動態響應

底盤與懸吊系統模擬:強度、耐久性與動態響應

每一次路面衝擊,都會透過底盤傳導至整車。工程師的任務,是設計出可有效分散應力的結構配置,降低乘坐時的不適,以及懸吊系統的磨耗負擔。

煞車系統模擬

煞車系統模擬

煞車系統攸關行車安全,必須能在濕滑、泥濘或冰雪等惡劣路況下,於高速行駛時有效制動車輛與其載重。SIMULIA模擬技術可評估煞車設計在不同情境下的制動效能與零件磨耗,並結合熱與空氣動力耦合分析,協助打造具備優異散熱性能的煞車系統。

車輛熱管理

車輛熱管理

熱控設計是確保車輛可靠運作的關鍵。隨著車輛電動車發展,馬達與電池散熱需求大幅提升,且電池在冬季亦需額外加熱。透過熱模擬技術,可精準掌握冷卻液內部流動與車體內外氣流行為,全面評估不同氣候條件下的冷卻與加熱效能,優化整體熱管理系統設計。

車輛空氣動力學

車輛空氣動力學

空氣阻力直接影響車輛效率與續航。傳統風洞測試雖具參考價值,但成本高、時間長。SIMULIA模擬可於各設計階段進行氣動分析,除節省實體測試成本外,更能真實模擬實際駕駛情境下的流場分布,精準掌握設計調整效果。

車用電子與電磁相容性模擬

車用電子與電磁相容性模擬

至2030年,車用電子系統將占整車成本的一半。從安全系統、動力控制到ADAS、自駕與資訊娛樂系統功能,皆需在有限空間內協同運作且無干擾。電磁模擬可分析電磁相容性(EMC)、訊號完整性(SI)與電源完整性(PI),也可支援天線與感測器的配置最佳化,預防系統間的串擾與共址干擾。

電池模擬

電池模擬

電池是電動車中體積最大、成本最高的單元。續航力、充電速度與安全性皆取決於其效能。SIMULIA模擬可從單一電芯到整組電池模組進行設計與效能預測,包含充放電時的電化學反應、碰撞安全性與熱管理等多物理場行為。

交通運輸子產業類別

交通運輸子產業類別

交通運輸產業涵蓋多元領域,從汽車、卡車、火車到自行車,各細分市場皆可透過SIMULIA模擬技術強化產品性能、安全性與開發效率。

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