为 21 世纪重新设计伦敦出租车:实现可持续交通的飞跃

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挑战

2014年,随着人们对城市交通更环保、更可持续的替代方案的呼声日益高涨,伦敦市长制定了逐步淘汰传统燃油出租车的计划。具体而言,从2018年1月起,将不再向柴油出租车发放车辆牌照,所有新注册的出租车必须具备零排放能力。  

对于生产标志性TX出租车系列的伦敦电动汽车公司(LEVC)而言,这是一个将伦敦出租车重新设计为21世纪车型的良机。首先,它需要进行彻底的架构重构,从材料到整体结构,以妥善容纳电动动力总成。 其次,车辆的安全性能必须提升至最高标准,以确保驾驶员、乘客以及城市中包括行人、骑行者和电动两轮车在内的弱势道路使用者的安全。最后,尽管与前代车型在许多部件上存在显著差异,但新车仍需保留使TX系列广受欢迎的独特设计特征。 

由于计划于2018年初上市,TX电动出租车的研发周期十分紧迫。在原型车测试时间有限且需同步建设新生产工厂的情况下,设计工作必须尽快定稿。为了赶上这一截止日期并满足严格的要求,LEVC不得不寻求额外的资源和专业技术支持,以帮助加快设计进程。 

解决方案

鉴于原型车测试次数有限,计算机辅助工程(CAE)的运用至关重要,因为它能够提供准确可靠的预测,从而从最初的概念阶段就开始指导设计过程。LEVC 聘请了奥雅纳(Arup)的汽车 CAE 专家团队,负责提供所有结构安全仿真,并为该车粘接式车身结构的开发提供支持。此外,奥雅纳还负责对以下方面进行分析:  

  • 乘员和行人的安全 
  • 强度与耐用性 
  • 噪声、振动与粗糙度 
  • 关闭 
  • 车内与车外系统 

由于LS-DYNA具备解决各类线性与非线性问题的灵活性,且其关键字文件结构具有模块化特点,因此被选作主要分析软件。这种单求解器方案简化了工作流程,带来了显著的时间优势,因为所有荷载工况均调用同一组LS-DYNA包含文件。这避免了将大型模型转换为其他格式这一耗时操作,同时也降低了该过程中信息丢失的风险。  

奥雅纳团队利用 Oasys LS-DYNA 环境建立了一套工作流程,从而能够高效地构建和分析支持设计方案所需的众多仿真模型。  

Oasys PRIMER 是一款与所有 LS-DYNA 关键字完全兼容的前处理器,它提供了一个安全的环境,用于创建和管理模型。 通过包含文件管理器,可以轻松组合各载荷工况所需的车辆系统,从裸车架分析到包含碰撞测试假人的整车碰撞分析均可覆盖。PRIMER 的专用工具在连接管理、模型编号和行人标注方面提供了全面支持,并具备完善的关键词支持。用户可以放心地对模型进行修改,并在提交前利用强大的错误检查功能进行验证。  

在 LS-DYNA 运行完成后,团队利用后处理软件套件加快了结果提取和报告生成流程。Oasys D3PLOT 使团队能够可视化分析结果并检查模型的特定部分,而 Oasys T/HIS 则支持通过数学函数、行业标准滤波器以及用于计算汽车碰撞分析中伤害标准的专用函数来处理数据。 最后,Oasys REPORTER 内置的模板实现了重复性任务的自动化,使工程师有更多时间用于决策。      

奥雅纳的全球团队为该项目带来了显著价值。该团队成员分驻英国和上海,工程师们不仅能驻扎在LEVC的设计工作室中提供直接支持,还能利用时差优势,有效缩短分析及其他紧急任务的处理时间。这种工作模式也使奥雅纳得以充分发挥其在汽车CAE领域的深厚经验和强大的计算基础设施。  

阅读《LS-DYNA®在新款伦敦电动出租车设计中的作用》,了解更多详情。

结果

通过与奥雅纳(Arup)及Oasys LS-DYNA Environment合作以满足其计算机辅助工程(CAE)需求,LEVC得以优化并完善其标志性车型设计,从而在紧迫的工期和严格的安全标准(包括伦敦交通局(TfL)的《适航条件》)下完成开发。 这款新型电动出租车于2017年底投产,并于2018年1月正式投入伦敦运营,标志着伦敦黑色出租车的新时代开启,也标志着可持续城市交通的演进。

“奥雅纳(Arup)的专业团队以及Oasys LS-DYNA Environment软件为LEVC提供了有力支持,助力我们如期完成了这一雄心勃勃的车辆开发任务。得益于我们的电动TX出租车,目前伦敦黑出租车车队中超过半数已具备零排放能力,该车型将继续在为所有人提供绿色且便捷的出行解决方案方面发挥关键作用。”——LEVC技术总监克里斯·麦考伊(Chris McCoy)。


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