Med lättviktskomponenter, ett mindre batteri och smartare systemdesignbeslut – som att välja systemarkitekturer med kapacitet att uppnå de övergripande produktmålen – tog sig Lightyear-innovatörerna an uppgiften att ta fram en lösning för ett nytt högpresterande fordon. Men hur skulle man kunna få veta att ideerna kring optimal samspelande system-effektivitet, lättviktmaterial och kostnaderna för dessa var bärande? De vände sig till Modelons simuleringsteknik i Impact-sviten för att få svar.
Simuleringen sparade tid
En grundläggande idé var att istället för att designa ett stort batteri med stor räckvidd, satsa på ett mindre batteri, som skulle vara lättare och kräva mindre ström för att fungera. Medan många företag behandlar systemteknik och systemsimulering som separata delar av ingenjörsprocessen, mötte Sapfo Tsoutsou alltså saken med en samverkansstrategi.
– Systemsimulering och systemteknik ska komplettera varandra. Ett sånt upplägg gör att man kraftfullt kan testa kraven på grundläggande arkitekturmodeller skapade av systemingenjörerna. Om vi till exempel ville se räckvidden för ett batteri som väger 20 % mindre, hjälpte simuleringen oss att spara tid och fatta beslut tidigare i processen snarare än senare, summerar han.
I detta använde Lightyears ”Thermal Team” sålunda Modelon Impact och de Modelica-baserade termiska och hydrauliska komponentbibliotek som ingår i plattformen för att optimera det termiska hanteringssystemet som konditionerar batteriet och drivlinan i Lightyear 0-modellen.
Arkitekturen de hade för den första prototypen av fordonet hade tre pumpar i kylvätskesystemet för deras batteri och drivlina. När komponenterna, som motorer och växelriktare, började förändras, undrade man om de kunde förbättra kontrollerna genom att gå från tre pumpar till två. I Impact kunde man optimera genom att simulera sin tvåpumpsdesign, vilket bevisade att de verkligen kunde förenkla sin systemarkitektur. Detta bidrog till att man kunde spara ifråga om förpackning och vikt i batteriet i prototypfordonet.
En dryg timme istället för 30
Ett resultat av denna simuleringssatsning är att Impact nu är en integrerad del av den tekniska designprocessen på Lightyear.
Ett viktigt resultat för Thermal Teamet har varit att man kunnat se hur mycket tid man genom detta sparar när systemen designas. Till exempel kunde de nu designa ett litet hydraulsystem på 1,5 timmar, jämfört med de 30 timmar det skulle ta dem med sina tidigare systemsimuleringsplattformar.
En viktig bit av de tidsvinster som gjorts hänger samman med att Impact-sviten innehåller validerade fysiska modeller. Sapfo och hennes team kunde därmed snabbt göra anpassade justeringar av validerade modeller för att snabbt förstå om en arkitektur skulle fungera för dem innan de investerade för mycket tid.
– Det som skiljer Impacts validerade modeller från lösningar från andra leverantörer är att de är fysiska systemmodeller. De andra plattformarna vi utvärderade erbjöd inte färdigt innehåll som var specialiserat på fysiska system. Dessutom vet vi att modellerna i Modelon-systemet är validerade i kommersiell skala, vilket hjälper till att ge resultat som vi kan lita på.
En annan fördel var att teamet inte behövde djup Modelica-kunskap för att simulera sina system. Medan Lightyear hade en enda person i sitt team som var bekant med Modelica, kunde mycket av Thermal Teamet utnyttja Modelon Impact.
Lanseras i Europa redan i år
Genom att modellera, testa och simulera sina prototypdesigner för Lightyear 0, kunde utvecklarna spara pengar med fysiska prototyper, tillfredsställa prestandakraven och möta go-to-market-tidslinjen för Lightyear 0.
Nästa steg blir att att använda Modelon för att förfina sitt övergripande värmeledningssystem.
Bolaget kommer f ö redan i år att producera och leverera den första Lightyear 0an i Europa. Med en begränsad serie på 946 enheter har fordonet designats för att bevisa genomförbarheten av helelektrisk soldrivningsteknik och bana väg för Lightyear Two: Lightyears uppföljande massmarknadsmodell som kommer att finnas tillgänglig i Europa, Asien , och USA 2025.
