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标緻9X8超級跑車:源于一個由15267個數字檔案組成的虛拟項目

在上賽道進行鑒定試驗之前,标緻9X8混合動力超級跑車隻是存儲在硬碟上的一個51.1GB數字項目,由15267個檔案組成。

數字科技的進步為汽車運動開辟了全新的可能性,标緻運動部門工程師得以為9X8超級跑車構想真正颠覆性的概念——無尾翼設計(有别于任何競品),并在制造實體零部件之前進行充分驗證。

精密複雜的現代數字軟體為設計師和工程師提供了極大的靈活性,不僅有助于開展深度技術研究,還可節省大量時間、金錢和資源。标緻9X8超級跑車最終踏上賽道之前的很長一段時間隻是個虛拟存在。标緻運動部門團隊花費了兩年時間模組化和模拟,既使用現有軟體(在必要時根據項目的具體要求做了改造),也使用了完全由公司内部從頭開發的計算機程式。标緻運動部門國際汽聯世界汽車耐力錦标賽(WEC)項目動力總成總監Fran ois Coudrain解釋說:“我們的一大優勢是能夠自己制作工具,是以能夠更好地塑造我們所需零部件的設計。”

數字創新孕育的創造力

從計算高手到性能與賽車工程師,幾十名頂尖人才參與了标緻9X8數字項目,大家專注于同一個目标——打造終極耐力賽車。為取得最好的成果,工程部門始終遵循同樣的程式:

認真閱讀規章制度,充分了解允許和不允許做的事,最重要的是,構想各種可能性;建立設計綱要:形成性能目标和技術要求,作為規程的一部分。

闡述設計假定:車輛開發工程師以總體設計綱要為基礎,構想不同的概念。這裡正是标緻運動部門工程師(還有從一開始就參與9X8項目的标緻設計師)真正發揮想象力和創造力的地方。當然,不管數字技術多麼高超,永遠都無法完全取代人的創造性,9X8這樣的項目歸根結底還是人的勞動成果。經過篩選留下那些最有前景的數字概念,然後對其相關優勢進行評估,最終標明一個概念。

開展計算流體動力學(CFD)模拟試驗:CFD模拟常用在空氣動力學試驗方面,作為流體流動的參考,同時考慮湍流和熱激勵等實體或化學效應。

Fran ois Coudrain指出:“借助各種各樣的軟體,我們可以大膽設想各種尺寸、造型和材料,并根據技術規程調整車重。與選擇基礎概念一樣,通過純數字化手段測試各種系統和零部件,我們能夠對大量潛在解決方案進行評估,而在現實世界這是根本做不到的。上賽道之前,我們的超級跑車很長時間隻是存儲在硬碟上的一個虛拟項目,由15267個檔案構成,而每個檔案代表一個零部件!還有一點:借助數字技術和我們的先進模拟工具,我們能夠測量不同零部件和系統之間的互動作用。這意味着在實際測試車輛之前,我們對其理論性能和行為已有了充分的了解。項目實體驗證階段還要等一段時間,等我們最終把車弄到賽道上後才開始。”

Stellantis汽車運動總監Jean-Marc FINOT補充說:“一輛賽車有着海量資料,而人工智能是分析這些資料的重要工具。我們的‘大資料’處理應用讓我們能夠模拟大量不同的假設,我們可以檢視是否需要調整任何零部件的設計,以滿足我們的目标值。隻有通過純數字汽車在多種環境中定義了特征和模拟性能後,我們才能開始制造實體零部件。”

從線纜橫截面到無人機電動機

有些資料的收集并不需要将任何特定的研究變成某種材料、形狀或某些零部件。例如,車身材料都是碳纖維,發動機采用鋁材,而車都是四個輪子......不過,在計算尺寸和模拟基本零部件的行為時,的确需要使用數字工具。

比如,标緻9X8後軸配備一台500千瓦(680匹馬力)2.6升V6雙渦輪增壓内燃機,前軸搭載一台200千瓦(270匹馬力)電機。标緻9X8采用三電系統(900伏電池,搭配48伏和12伏元件),數字技術讓标緻運動部門工程師能夠充分了解其電磁環境,為其電線線束設計最佳尺寸。為最大限度減少幹擾風險,有必要在實體零部件和軟體之間建立一種緊密關系。這是一項很重要的工作,隻能借助數字技術完成。通過這種方式,團隊發現,與12伏相比,48伏系統可以使用更小的線束,這樣既節省空間和重量,又能增強實體線束與電腦/計算機之間的相容性。

從Stellantis運動部門采購的或源自“大衆市場”技術産品的其他零部件,有時不需要做任何形式的改造就能運作良好——這種靈活有效的方法能夠節約成本!例如,9X8的某些48伏電動機直接來自無人機。當然,這些電動機在汽車上應用的有效性借助專門的軟體進行模拟和驗證,但是不需要任何結構上的調整。

數字模拟還支援必要的定制——例如,排氣口周圍使用什麼材料。這裡的溫度非常高,模拟顯示,碳纖維車身結構需要采取保護措施,或者由鋁或钛材料取代。這一點最初在設計綱要中即作為重點注意内容,在模拟階段得到了驗證,然後在第一次實車測試中再次得到驗證。

數字開發結束後,工程師基于硬碟存儲的9X8所有技術資料創造最初的1:1比例模型,先進行風洞測試,然後打造實體賽車,最後階段的開發在賽道上完成。

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