多物理场仿真赋能电动赛车更快、更可靠的创新

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2026年 10月 7日

电动方程式(Formula E)与 COMSOL 共同宣布达成多年合作伙伴关系,将多物理场仿真软件引入全电动赛车系列赛,宣告 COMSOL 已正式成为 ABB 国际汽联电动方程式(ABB FIA Formula E)世界锦标赛的官方多物理场合作伙伴。

随着 Formula E 将在 2026–2027 赛季推出革命性的 GEN4 赛车,以及 COMSOL Multiphysics® 2027 版本将于今年秋季晚些时候正式发布,这一合作正值双方迎来重大技术进步之际。

这一合作将如何影响电动赛车的未来,以及仿真驱动开发的模式将带来怎样的改变?让我们聚焦这两大行业领军者的最新创新成果,一探究竟。

Formula E 的新时代:GEN4

Formula E 2026–27 赛季(第 13 赛季)将迎来 GEN4,为赛车运动的速度和创新树立新的标杆。GEN4 赛车最高时速可达 208 英里(335 km/h),从静止加速至时速 124 英里(200 km/h)仅需 4.4 秒,代表着全球领先的全电动赛车系列的一次重大技术飞跃。

GEN4 还树立了全球可持续赛车的新标杆,也是全球首款实现 100% 可回收或可再利用的赛车,而且其轮胎、电池、底盘和前部动力总成套件(FPK)中至少有 20% 的材料来自回收材料。

2026 年 4 月 21–22 日,GEN4 Formula E 赛车在法国勒卡斯泰莱的 Paul Ricard 赛道举行的 “GEN4 Unleashed ”发布活动期间亮相。(图片来源:Simon Galloway/LAT Images)

性能跃升

GEN4 的升级首先体现在相较前几代赛车的大幅性能提升。GEN4赛车重新定义了高性能电动赛车运动,其在比赛模式的动力输出比 GEN3 Evo 提高了 50%;在 ATTACK MODE 模式的输出功率可达 600 kW,相较 GEN3 Evo 的基础输出功率提升了 71%。

GEN4 赛车还配备持续启用的全轮驱动(AWD),能够改善牵引力和扭矩管理,并帮助赛车在约 1.8 秒内实现从 0 加速至 100 km/h。车队、车手和观众都将直观感受到这款赛车与过往所有赛季车型之间的显著性能差异。

能量管理与效率仍是关键核心

GEN4 锦标赛将延续 Formula E 一贯对参赛车队的挑战:在单圈、整场比赛乃至整个赛季中,以最高的能效实现最快速度。

与 GEN3 Evo 相比,每辆 GEN4 赛车的可用赛事能量增加了 43%,达到 55 kWh。能量容量的增加伴随着功率和性能的提升,这也意味着车队如何高效地利用和回收能量变得比以往任何时候都更加重要。这些改变将带来更快的比赛,同时坚定地秉持 Formula E 一直以来对能源效率的核心追求。

GEN4 赛车将在两大核心赛事中展现其速度:E-Prix 和 E-Prix Unleashed。前者延续该赛车系列一贯的比赛重点,要求参赛者比其他车手更好地管理能量;后者则将展示赛车在极限状态下的驾驶表现,在全球多条标志性赛道上释放纯粹的速度潜能。

COMSOL Multiphysics® 2027 版本:以速度、效率和准确性推动创新

在 ABB FIA 电动方程式世界锦标赛的每一代赛车中,解决复杂的工程挑战是释放更高性能的关键。同样,COMSOL Multiphysics® 软件的设计初衷也是帮助用户快速、准确地应对各种工程挑战。软件内置各种功能,可准确分析不同物理现象之间的相互作用以及对各个部件及整个系统的性能影响。今年秋季,软件将迎来自身功能的重要迭代——2027 版本。新版本将带来更快的计算速度、系统级建模仿真能力,以及更加完善的仿真模型构建与部署工具。

全新的电机模块

电机模块是新版本中新增的附加产品,为包括公路车辆在内的各种商业和工业应用中的电机与发电机建模仿真提供简洁高效的建模环境。借助模块中专用于评估二维和三维模型的性能、运行范围、损耗、材料影响和故障的功能,工程师可以优化电机设计的性能、效率和材料利用率。正如 GEN4 的全程全轮驱动和更大能量容量等技术已经开始发挥作用一样,利用这一新模块开发的电机设计也将为未来商用车辆技术铺平道路。

电动汽车轴向磁通电机的三维模型,展示了电机模块对电机进行详细建模仿真的能力。

通过 COMSOL Systems™ 连接模型

COMSOL Multiphysics® 2027 版本还将通过引入新产品 COMSOL Systems™,进一步扩展工程师处理复杂系统的建模尺度。这款附加产品提供了全新的建模环境,用于分析完整系统,而在需要解析局部物理效应时,仍可使用详细的多物理场仿真功能。

借助软件内置的近 5000 个即用型组件库,工程师可以构建电路图、流程图以及基于自定义方程的系统模型,并可以直接与在 COMSOL Multiphysics® 中创建的一维、二维或三维多物理场模型连接。

在 COMSOL Systems™ 中创建的电路模型与在 COMSOL Multiphysics® 中创建的详细三维多物理场模型进行耦合,可以同时分析电路级和部件级的物理效应。

这些技术同样可以应用 Formula E GEN4 这样的电动赛车。工程师可以使用 COMSOL Systems™ 对电驱系统的重要部分进行系统级建模,并同时引入电机、电池或再生制动系统等部件的详细多物理场模型。这种多层级建模方法可以在高效分析整车整体性能的同时,根据需要深入研究电机等核心部件,例如,捕捉电磁损耗、发热和温度对电机运行的影响。

携手打造更快的未来

无论是在电动赛车运动中处于竞争前沿,还是成功打造一款产品,都需要高度重视优化与效率。正是这种协同目标,使 Formula E 与 COMSOL 的合作能够实现互利共赢,双方也都在各自的技术发展道路上迈入关键里程碑。

Formula E 推出迄今速度最快的赛车 GEN4,并继续保持对效率和能源管理的重视,而这正是这项锦标赛一直以来的核心理念。与此同时,COMSOL Multiphysics® 2027 版本将为工程师提供强大的新功能,用于对电机进行建模仿真、分析相互连接的系统,以及研究影响众多行业实际性能的多物理场相互作用。

两大技术领军企业各自在推动创新,而通过此次合作,他们将进一步加速创新进程。

借助仿真加速电动赛车发展

如需进一步了解 COMSOL Multiphysics® 即将发布的 2027 版本以及软件在赛车运动中的应用,请参阅以下资源链接:

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