Particleworks를 활용한 전기차(EV) 윤활 및 냉각 시스템 최적화

현재 전기차(EV) 기술 경쟁 속에서 윤활 및 냉각 시스템의 최적화는 E-액슬(E-axle) 구동 시스템의 수명과 성능을 좌우하는 핵심 요소로 자리 잡고 있습니다. 그러나 기존의 전통적인 CFD 시뮬레이션 방식은 복잡한 이동 부품이 포함된 시스템을 해석하는 데 여러 한계를 가지고 있습니다. Prometech의 Particleworks는 이러한 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 격자 없는(Meshless) 유체 시뮬레이션 솔루션으로, 엔지니어들이 이 난제를 효과적으로 극복할 수 있도록 하는 핵심 열쇠가 됩니다.

1. 전기차(EV) 윤활 및 냉각 시스템 최적화의 과제

내연기관 차량과 달리, 전기차의 구동 시스템인 E-액슬(E-axle) 은 전기 모터, 기어박스, 전력 제어 장치를 하나의 통합 유닛으로 구성합니다. 이로 인해 다음과 같은 두 가지 주요 기술적 과제가 발생합니다.

• 교반 손실(Churning Losses): 윤활유의 양이 적절하지 않을 경우 큰 유체 저항이 발생하여 배터리 에너지가 불필요하게 소모됩니다.
• 국부 과열(Hotspots): 전기 모터는 매우 높은 회전 속도로 동작하면서 많은 열을 발생시키므로, 냉각 과정에서 윤활유가 스테이터 권선에 정확하게 도달해야 합니다.

기존의 격자 기반(Mesh) 방식으로 기어박스 내 오일 스플래시 현상을 시뮬레이션하는 것은 매우 많은 시간과 노력을 요구하며, 수렴 오류가 발생하기 쉽습니다. 이러한 이유로 Particleworks의 MPS(Moving Particle Simulation) 기법이 전 세계적으로 새로운 표준으로 주목받고 있습니다.

2. Particleworks: 격자 없는(Meshless) CFD 시뮬레이션 솔루션

Particleworks는 기존 CFD 프로세스에서 전체 소요 시간의 최대 80%를 차지하는 격자 생성 단계를 완전히 제거합니다.

2.1 오일 스플래시(Oil Splashing) 정밀 시뮬레이션

MPS 알고리즘을 기반으로, Particleworks는 기어가 수만 RPM의 고속 회전을 할 때 각 오일 입자의 거동을 개별적으로 추적합니다. 이를 통해 엔지니어는 기어박스 하부에서 주요 부품까지 윤활유가 전달되는 과정을 직관적으로 확인하며 윤활 시스템을 최적화할 수 있습니다.

2.2 전기 모터 냉각(E-Motor Cooling) 최적화

본 소프트웨어는 권선 헤드(winding heads)에 대한 직접 오일 분사 과정을 시뮬레이션할 수 있습니다.
기업은 이를 통해 방열 성능을 정량적으로 평가하고, 오일 노즐의 위치를 조정하여 전기차 냉각 효율을 극대화함으로써 과열로 인한 단락 및 손상 위험을 사전에 방지할 수 있습니다.

3. EV 최적화를 위해 기업이 Particleworks를 선택해야 하는 이유

글로벌 자동차 산업의 주요 기업들이 Particleworks를 신뢰하는 이유는 다음과 같은 탁월한 경쟁 우위에 있습니다.

• GPU 기반 고속 연산: NVIDIA CUDA 플랫폼에 최적화되어, CPU 기반 해석 대비 수십 배 빠른 시뮬레이션 속도를 제공합니다.
• 소프트웨어 생태계와의 원활한 통합: CrownCAD, NX, CATIA 등에서 데이터를 별도의 복잡한 형상 처리 없이 손쉽게 가져올 수 있습니다.
• 고체 부품의 열 해석 기능: 열전달 계수(HTC)를 계산하고, 고체 표면에 온도를 매핑함으로써 과열 상태를 정밀하게 평가할 수 있습니다.

4. 베트남에서 SDE Tech와 함께하는 Particleworks 솔루션 구축

시뮬레이션 기술을 내재화하는 것은 베트남 기업들이 글로벌 전기차(EV) 공급망에서 경쟁력을 강화하기 위한 핵심 요소입니다. SDE Tech는 베트남 내 Particleworks 공식 솔루션 파트너로서 다음과 같은 종합적인 지원 서비스를 제공합니다.

• 전문 컨설팅: 기업별 요구 사항에 맞춰 전기차(EV) 윤활 및 냉각 시스템 최적화 문제를 정밀하게 해결합니다.
• 교육 및 기술 이전: 엔지니어 팀이 단기간 내 Particleworks를 숙련되게 활용할 수 있도록 체계적인 교육을 제공합니다.
• 인프라 지원: 고성능 시뮬레이션을 원활하게 수행할 수 있도록 GPU 워크스테이션 최적 구성을 컨설팅합니다.

5. EV 산업에서 Particleworks에 대한 자주 묻는 질문(FAQ)

전기차(EV) 윤활 및 냉각 시스템 최적화에 있어 Particleworks의 역량을 보다 명확히 이해할 수 있도록, SDE Tech는 고객들이 가장 자주 묻는 질문을 정리했습니다.

5.1 Particleworks는 고체 부품의 온도를 계산할 수 있나요?

물론 가능합니다. Particleworks는 대류 열전달(Convection Heat Transfer) 기능을 통해 **열전달계수(HTC)**를 정밀하게 계산하고, 고체 표면에 **온도 매핑(Temperature Mapping)**을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 **국부 과열 지점(Hotspots)**을 조기에 식별하고 설계를 신속하게 개선할 수 있습니다.

5.2 Particleworks를 실행하기 위한 하드웨어 구성은 어떻게 되나요?

대규모 서버 클러스터를 요구하는 기존 CFD 소프트웨어와 달리, Particleworks는 NVIDIA CUDA 기반 GPU 연산에 최적화되어 있습니다. 고성능 NVIDIA 그래픽카드를 탑재한 단일 워크스테이션만으로도 매우 복잡한 시뮬레이션을 탁월한 속도로 수행할 수 있습니다.

5.3 Particleworks 도입 시 SDE Tech는 어떤 지원을 제공하나요?

SDE Tech는 단순히 소프트웨어 라이선스를 제공하는 데 그치지 않고, 체계적인 기술 교육 및 이전, 실제 과제별 맞춤형 시뮬레이션 컨설팅, 그리고 24/7 기술 지원을 통해 기업과 함께 동행합니다.

전기차(EV) 시장이 급격히 성장하는 시대에, Particleworks와 같은 첨단 시뮬레이션 기술을 적용하는 것은 베트남 기업이 경쟁력을 확보하고 글로벌 가치사슬에 더욱 깊이 참여하기 위한 전략적 선택입니다. 귀사의 프로젝트를 위한 전기차 윤활 및 냉각 시스템 최적화 솔루션을 찾고 계신가요? 혁신적인 설계를 실현하는 여정에 SDE Tech가 함께하겠습니다.

솔루션 상담 및 데모 등록은 아래 링크에서 진행해 주세요: https://forms.gle/XxYem17oxYyw4AKF8

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