På sista raden behöver konstruktörerna modellera fluidflödet, termiska fält, strukturell integritet och elektromagnetiska effekter som driver komponentens prestanda. Samtidigt kan de inte ignorera konsumentkomfort. Ingen vill köra eller åka i en bil med en alltför högljudd motor eller ”heta fläckar” i bilens passagerarutrymme orsakad av värme som läcker ut från motorn eller batteriet.
Optimering av enskilda komponenter innebär inte att hela systemet är optimerat. Den verkliga fysiska realiteten är multifysisk, där en effekt påverkar och skapar en annan, som i sin tur påverkar en tredje osv. Det hela blir snabbt synnerligen komplext och en faktor som försvårar det hela är att logiken i de effekter som uppkommer inte nödvändigtvis är linjära. På grund av all denna interaktiva fysik garanterar sålunda optimering av var och en av de enskilda motorkomponenterna inte optimering av hela systemet.
En aktör som insett detta är tyska EM-motive. Företaget konstruerar och tillverkar elektriska motorer. För att komma till rätta med problemet skrotade man helt sonika den ”klassiska” komponentfokuserade utvecklingsprocessen till förmån för ett simuleringsbaserat arbetsflöde inom systemdesignen. Istället för att konstruera och testa enskilda delar och sedan montera dem skapade EM-motiv ett holistisk helhetsmodell, inkluderande lösningar för utvärdering multifysiska prestanda för hela motorn; en modell som kort sagt redovisar dynamiska interaktioner mellan komponenter genom hela designprocessen.
Modell som väger in alla effekter. Dr Sovani skriver: ”Företaget bygger sina parametriska arbetsflöden i ANSYS optiSLANG och använder ANSYS-verktyg som överför resultaten av en typ av simulering (elektromagnetisk, till exempel) och ställer dem som gränsvillkor för andra simuleringar (t ex mekanisk, fluid eller termisk).”
På så sätt kan man modellera e-maskinens beteende som en helhet och snabbt bedöma den systemövergripande effekten av till och med till synes obetydliga designuppdateringar. Denna förmåga uppskattas också av EM-motives kunder. E-motordesignern kan extrahera prestandaindikatorer – vridmoment, hastighet, kraft, rotortröghet etc – från en mängd varierade designalternativ och med hjälp av enkla diagram erbjuder man kunderna en lättfattlig jämförande analys av alternativen.
Multifysiksimulering som samtidigt beaktar alla fysiska aspekter som är inblandade i en motors drift är avgörande för EM-motive för att uppnå sina viktigaste mål: minskad tid-till-marknad och kostnad.
”När det kombineras med ANSYS ’designautomatiseringsverktyg och parametriska HPC-lösningar (High Performance Performance), kan ingenjörer fokusera på att konstruera designen istället för att konstruera simuleringen,” summerar Dr Sandeep Sovani saken.
