作者: David Martin

與設計傳統的內燃機相比，使用CAD設計電動汽車具有多項優勢。這些包括：

● 電力的燃料成本低於汽油。

● 電動機具有較低的機械複雜性，因此需要較少的維護。

● 電動發動機更清潔，因為它們零排放，因此更適合環境和氣候變化。

汽油短缺、更高的燃料成本和環境問題導致人們對汽車、飛機、水下航行器和無人駕駛飛行器（無人機）電氣化 的興趣更高。電池技術的進步擴大了電動汽車的範圍，使其成為傳統發動機的可行替代品。這些因素導致更多的 公司探索電動汽車的設計。

2014 年，我第一次與 Amazon Prime Air 合作開發電動汽車。這與我在波音或洛克希德馬丁公司的時候有很大不 同，在那裡我們有幾十年來開發的設計手冊和以前的產品線來指導我們進行新設計。電動汽車沒有這些優勢。

“跳出框框思考”是陳詞濫調，但有時您甚至沒有框框。那麼，您如何設計一款新的電動汽車呢？這是一種方法。

電動汽車設計

讓我們看看在電動汽車設計框架中使用計算機輔助設計 (CAD) 工具、技術和流程。

將需求分解為設計規範。產品開發始於需求。對於電動汽車，這些包括任務、範圍、容量、運行條件、可靠性 等。我們將頂層需求分解為子系統需求，然後分解為設計規範。我們將要求轉化為重量、體積、長度、電荷、功 率和電流等數值。諸如 Mathcad 和 Creo Parametric 中的關係之類的工具通過工程計算協助完成此步驟。

使用自頂向下設計技術。電池是任何電動汽車的核心。您可以 從為其捲和其他主要組件列出空間聲明開始。在汽車中，這包括電機、變速器、轉換器和充電系統。在無人機 中，我們有電機、螺旋槳、航空電子設備和傳感器。然後我們可以設計車輛的結構。

使用曲面工具創建車輛的形狀。複合材料、3D 打印和製造技術的進步使我們能夠製造出比傳統車輛的幾何形狀 更符合空氣動力學、更符合人體工程學和更美觀的車輛。要設計車輛外模線（OML），我們可以使用：

● 標準“技術”曲面特徵，如掃描、混合、掃描混合和邊界混合。

● 自由曲面，也稱為“樣式”曲面。這些功能由您在 3D 空間中創建和動態操作的曲線和曲面組成，根據感覺進行 設計。

● 細分建模，我們從球體、立方體或圓柱體等原始形狀開始，然後像在粘土中建模一樣推拉該形狀。

使用 3D 線束將電池連接到它們驅動的組件。我們可以使用 Creo Schematics 等應用程序在 2D 中使用框圖、電 路圖和接線圖來繪製我們的網絡。然後我們可以使用這些邏輯參考來驅動我們的線束在我們的 3D 裝配模型中的 佈線。

填充您的車輛總成。除了標準的 3D 零件模型外，我們還可以使用以下方法創建組件：

● 薄壁零件的鈑金設計。

● 增材製造中的晶格可減輕重量，同時保持必要的強度。

● 零件庫，如 Creo 的智能緊固件擴展 (IFX) 中的零件庫，用於快速輕鬆地放置螺釘、墊圈和螺母等緊固件。 CAD 工具可加速和簡化電氣化的設計過程。

下一步

德勤估計，未來十年電動汽車的年復合增長率為 29%。無人機市場預計到2026 年將有 16.4% 的增長率。電氣化的市場和需求為產品開發組織提供了巨大的機會。 

資料來源: PTC Blog