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方程式1:乘着可持续发展的浪潮走向全面电气化

赛车电动系统的演变。

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费迪南德·保时捷曾经说过:“完美的赛车首先冲过终点线,然后分解成各个部分。”这是什么意思,对吧?在90年代,这是他们能指望的最好结果了。

让我们回到20世纪90年代的F1。这段时间的特点是赛车队之间的激烈竞争。在你可以运行的引擎中有更多的自由,这意味着团队可以在V-8, V-10和V-12之间选择。在此期间,你还可以在比赛中加油,这意味着车手在每场比赛中可以携带多少燃料有更大的灵活性。当然,你必须考虑到燃料很重,这意味着在运行这些负荷时,单圈时间会更长。车队不得不做出艰难的选择来优化轮胎、燃料和发动机的性能。信不信由你,迈克尔·舒马赫在1995赛季赢得了一辆强大的贝纳通底盘和一个更强大的V-10发动机。

作为f1的发展在美国,可持续发展成为更重要的一部分。环保的推动和政府的压力意味着,如果核心引擎在公路车辆上没有用处,汽车公司就没有理由花费数亿美元参加一级方程式赛车。正因为如此,f1的引擎规则变得更加标准化,从v -12转向v -10,最终确定为v -8。然而,环境压力仍然存在,所以我们最终到达了第一波电气化。正是在这里,为未来的电气化和可持续性设定了趋势。

KERS和第一次电气化浪潮

随着KERS或动能回收系统的引入,f1的第一波电气化浪潮到来了。这是现代汽车中引入的首批混合动力传动系统之一。今天的许多概念,比如再生制动,都来自于这个系统。目前的系统基本上是一个7秒的电池加速,f1车手可以在一圈内使用。该系统与后面的两个车轮相连,当司机踩下刹车时就会发电。这意味着施加在刹车上的压力更小。

简单地说,它们可以做得更小。这也意味着随着现代电子技术的发展,制动技术可以得到极大的改进。然而,对于很多追求终极可持续性的人来说,这还不够,f1还需要更多的改变。

全混合动力系统,更具可持续性

之前混合动力系统在美国,一级方程式车队使用的是梅赛德斯、雷诺或法拉利的V-8发动机。然而,只有法拉利大量使用V-8发动机。梅赛德斯希望使用更小的引擎,因为他们的量产车就是这样的。雷诺也处于同样的位置,这意味着他们无法进一步证明在V-8发动机的研发上投入更多资金是合理的。车队认为,V-6发动机将是V-8和四缸混合动力系统之间的完美折衷。这v6引擎吸引本田再次参加这项运动,因为他们有一些应用这种尺寸的发动机在他们的公路车辆。

该团队还想尝试更复杂的混合再生系统,这意味着引入MGU-H和MGU-K来取代传统的动能回收系统。MGU-H从废气中吸收废热,并将其转化为电能,储存在电池组中。MGU-K做同样的,但与制动能量存储在电池组像以前的动能回收系统。主要的不同之处在于,这个系统的供电时间从7秒增加到了33秒。这个系统是一个很好的测试平台,可以进一步提高我们的机器的功率密度和性能可持续性。它甚至有一个完全电动的分支来进一步开发电动动力系统。

从一级方程式到我们的公路车辆

尽管面临电气化和可持续发展的挑战,但我们今天在公路车辆上使用的许多技术都来自一级方程式赛车。看到f1如何解决这些设计挑战是至关重要的,因为这些技术将渗透到未来的公路赛车中。

电动方程式和实现完全电动化

电动方程式是推动汽车比赛电气化的动力。它使用单一的底盘供应商和团队设计他们的驱动控制。电池容量有最大限制,这取决于团队在这些限制下的工作。中心愿景公式E是可持续性,因为他们明白解决气候变化等全球问题的重要性,同时保护赛车的核心和灵魂。目前,这项运动的主要目标是在规则和条例规定的限制范围内优化能源使用。这是因为我们现在在推动电气化的过程中遇到了一个重大瓶颈。

电池和薄弱环节

我们遇到的瓶颈是我们在便携式设备中存储电能的能力。电池技术依赖于一种化学物质,这使得它们不足以满足大多数用户的需求。虽然一块电池对普通智能手机用户来说已经足够好了,但对于那些需要一辆能在几分钟内充满电的汽车的人来说,它还不够好。由于这一现实,可持续发展和电气化只会以我们的电池技术允许的速度发展。没有这种令人印象深刻的电池技术,公司很难实现具体的可持续发展目标。然而,一个解决方案团队已经发现了一个稍微改善的方法,那就是对电动机进行电子控制。这些公司不是试图在更小的包装中装入更多的电池,而是专注于尽可能有效地利用电池能量。

优化电力使用是关键

优化电力使用是当前推动电气化的关键。通过专注于复杂的电子和软件算法,您可以从相同的硬件中获得更好的性能。然而,利益相关者和用户必须利用设计软件,使他们能够达到这些可持续发展的目标。这就是推动可持续性作为设计软件的关键驱动力的来源。

Cadence如何帮助电气化和可持续发展

节奏明白最好的电子产品是那些优化的用电同时对终端用户来说足够强大。这就是为什么在为公司创建设计软件时,电气化和可持续性是主要考虑因素。在考虑最终用户将如何使用其软件时,Cadence将继续关注可持续性。这意味着强调效率和最大化功率密度。了解Cadence的工具如何帮助企业实现可持续发展目标企业社会责任可持续发展报告



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