標緻9X8超級跑車:源於一個由15267個數字檔案組成的虛擬專案
標緻9X8超級跑車出自最先進的軟體專案經數字領域精確驗證和調校的顛覆性概念上賽道之前,車輛整體效能經過了充分模擬測試 開創性開發方法在節約了寶貴時間的同時使資源利用效率達到最大化
在上賽道進行鑑定試驗之前,標緻9X8混合動力超級跑車只是儲存在硬碟上的一個51.1GB數字專案,由15267個檔案組成。
數字科技的進步為汽車運動開闢了全新的可能性,標緻運動部門工程師得以為9X8超級跑車構想真正顛覆性的概念——無尾翼設計(有別於任何競品),並在製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,不僅有助於開展深度技術研究,還可節省大量時間、金錢和資源。標緻9X8超級跑車最終踏上賽道之前的很長一段時間只是個虛擬存在。標緻運動部門團隊花費了兩年時間建模和模擬,既使用現有軟體(在必要時根據專案的具體要求做了改造),也使用了完全由公司內部從頭開發的計算機程式。標緻運動部門國際汽聯世界汽車耐力錦標賽(WEC)專案動力總成總監François Coudrain解釋說:“我們的一大優勢是能夠自己製作工具,因此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
從計算高手到效能與賽車工程師,幾十名頂尖人才參與了標緻9X8數字專案,大家專注於同一個目標——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:形成效能目標和技術要求,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。這裡正是標緻運動部門工程師(還有從一開始就參與9X8專案的標緻設計師)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這樣的專案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,最終選定一個概念。
開展計算流體動力學(CFD)模擬試驗:CFD模擬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物理或化學效應。
François Coudrain指出:“藉助各種各樣的軟體,我們可以大膽設想各種尺寸、造型和材料,並根據技術規程調整車重。與選擇基礎概念一樣,透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只是儲存在硬碟上的一個虛擬專案,由15267個檔案構成,而每個檔案代表一個零部件!還有一點:藉助數字技術和我們的先進模擬工具,我們能夠測量不同零部件和系統之間的互動作用。這意味著在實際測試車輛之前,我們對其理論效能和行為已有了充分的瞭解。專案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:“一輛賽車有著海量資料,而人工智慧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擬大量不同的假設,我們可以檢視是否需要調整任何零部件的設計,以滿足我們的目標值。只有透過純數字汽車在多種環境中定義了特徵和模擬效能後,我們才能開始製造實體零部件。”
從線纜橫截面到無人機電動機
有些資料的收集並不需要將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,發動機採用鋁材,而車都是四個輪子......不過,在計算尺寸和模擬基本零部件的行為時,的確需要使用數字工具。
比如,標緻9X8後軸配備一臺500千瓦(680匹馬力)2.6升V6雙渦輪增壓內燃機,前軸搭載一臺200千瓦(270匹馬力)電機。標緻9X8採用三電系統(900伏電池,搭配48伏和12伏元件),數字技術讓標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。為最大限度減少干擾風險,有必要在實體零部件和軟體之間建立一種緊密關係。這是一項很重要的工作,只能藉助數字技術完成。透過這種方式,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計算器/計算機之間的相容性。
從Stellantis運動部門採購的或源自“大眾市場”技術產品的其他零部件,有時不需要做任何形式的改造就能執行良好——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藉助專門的軟體進行模擬和驗證,但是不需要任何結構上的調整。
數字模擬還支援必要的定製——例如,排氣口周圍使用什麼材料。這裡的溫度非常高,模擬顯示,碳纖維車身結構需要採取保護措施,或者由鋁或鈦材料取代。這一點最初在設計綱要中即作為重點注意內容,在模擬階段得到了驗證,然後在第一次實車測試中再次得到驗證。
數字開發結束後,工程師基於硬碟儲存的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。