Günümüzde gelişen teknolojiyle ulaşım sektöründe önemli ilerlemeler sağlanıyor. Ulaşımdaki elektrifikasyon, güç aktarma ve tahrik sistemlerinin geleceğini şekillendiriyor. Özellikle ekonomik avantajlar ve çevresel faydalar göz önünde bulundurulduğunda, elektrikli araçların önemi, dünya genelinde artıyor. Elektrikli araçlar, karbon emisyonunu ve işletme maliyetlerini düşürüyor, bunların yanı sıra içten yanmalı motorlardan daha sessiz çalışma özelliğine de sahip. Bu tabloda, elektrikli araçlardaki güç aktarma sisteminin önemli bir parçası olan elektrik motoruyla ilgili mühendislik çözümleri, rekabette önemli bir fark yaratıyor.
Elektrikli Araçlar ve NVH Çözümlerinin Önemi
Elektrikli araçlardaki elektrik motorunun farklı hızlarda çalışmasından oluşabilecek gürültü, titreşim ve sertlik (Noise, Vibration, Harshness / NVH) değerlerinin tasarım aşamasında göz önünde bulundurulması gerekir. Elektrik motorunda değişen hızlarında oluşabilecek titreşimler ve bu titreşimlerin sebep olduğu gürültü düzeyi, elektrikli araçlardaki konfor seviyesi için de önemlidir. Dolayısıyla elektrik motorunun optimum tasarımı, NVH’yi azaltmak ve aracın güç aktarma sisteminin düzgün çalışmasını sağlamak için önemlidir.
Elektrikli Araçlarda NVH Çözümleri için Ansys Yazılımları ile Çoklu Fizik Simülasyonlar
Elektrikli araçlardaki NVH hesaplamaları için birçok disiplini içeren Ansys yazılımları ile çoklu fizik simülasyonları gerçekleştirilerek çözümler sağlanabiliyor. Çoklu fizik simülasyonları; elektrik motorunun çalışması ile elde edilen elektromanyetik kuvvetleri, yapısal dayanım ve titreşim karakteristiklerini, akustik gürültüleri ve sesi içeren çözümler sunuyor.
NVH için çoklu fizik simülasyonlarında, ilk olarak Ansys Maxwell yazılımı ile elektrik motorunun elektromanyetik simülasyonu gerçekleştirilir ve elektrik motorunun elektriksel performansıyla ilişkili radyal, teğetsel ve eksenel kuvvetler elde edilir. Ansys Maxwell yazılımında elde edilen elektromanyetik kuvvetler, çoklu fizik simülasyonlarını gerçekleştirmek için farklı disiplinlerdeki Ansys yazılımlarını birleştiren platform olan Ansys Workbench aracılığıyla yapısal çözümler için Ansys Mechanical yazılımına aktarılır. Ansys Mechanical yazılımında, elektrik motorunun dinamik titreşim cevaplarını elde edebilmek için modal ve harmonik simülasyonlar gerçekleştirilir. Harmonik simülasyonlar ile elde edilen titreşim ve hız profillerinden, elektrik motorunun akustik gürültüsü elde edilir. Son olarak da Ansys Mechanical yazılımında gerçekleştirilen simülasyon sonucunda elde edilen bu akustik veriler; işitsel algının ölçülmesini ve değerlendirilmesini sağlayan Ansys Sound yazılımına, oluşabilecek sesin duyulmasını sağlayacak formatta aktarılır. Böylece Ansys Sound yazılımı ile elektrik motorunun değişen devirlerde yaratacağı sesin insan kulağıyla duyulması sağlanır.
Şekil 2: Ansys yazılımları ile NVH çözümlerinin çoklu fizik simülasyon süreci
Bu iş akışı içerisinde herhangi bir elektriksel, mekanik veya akustik tasarım parametresinin, ürünün NVH performansını nasıl etkileyeceği, Ansys Workbench platformu içerisine entegre edilebilen hassasiyet ve optimizasyon aracı Ansys optiSLang ile sağlanabilir. Ansys optiSLang ile “Hangi tasarım parametresi performansı en fazla etkilemektedir (hassasiyet)?” ve “Bu parametrelerin hangi değeri için en iyi performansı elde ederiz (optimizasyon)?” tarzı sorulara, modelde manuel olarak bir değişiklik yapmadan, otomatik olarak hızlı bir şekilde ulaşılması mümkündür.
NVH çözümleri için Ansys yazılımları ile gerçekleştirilebilen çoklu fizik simülasyonları, elektrikli aracın elektrik motorunun elektromanyetik, yapısal ve akustik performanslarını aynı anda değerlendirme yeteneği sunuyor. Böylece hem sistemin çalışma durumu ile ilgili bilgiler elde ediliyor hem de NVH’yi iyileştirmek için gerekli tasarım ve optimizasyon süreçlerinde düzenlemeler, etkin ve kolay bir şekilde gerçekleştiriliyor.
