전기 자동차와 디지털 트윈

디지털 트윈은 전기 자동차의 설계, 효율성 및 생산성 향상을 위한 포괄적인 프레임워크(framwork)를 제공한다.

전기 자동차 설계와 생산에는 해결해야 할 새로운 도전 과제들이 많이 있다. 

중요한 것 중 하나가 내연기관 자동차와 마찬가지로 개발 컨셉에서 자동차 생산까지의 시간을 단축할 필요가 있다.

그러나, 전기 자동차의 설계와 생산에는 새로운 컨셉, 새로운 기술 및 새로운 프로세스가 필요하다. 여기에 도움이 될 수 있는 기술이 디지털 트윈이다.

자동차 설계와 생산 속도를 혁신하는 데 도움이 되는 두 가지 유형의 디지털 트윈이 있다. 

차량 자체의 디지털 트윈과 생산 환경의 디지털 트윈이다. 

특히, 이 두 유형의 디지털 트윈을 결합하면 1 + 1 = 3이 되는 시너지 효과를 창출할 수 있다.

다양한 디지털 트윈과 시너지 효과

이러한 듀오-디지털 트윈 방식이 전기 자동차(EV)의 설계 및 제조 과정에서 어떻게 활용되고 있는지 몇 가지 방법을 살펴본다.

설계, 개발 및 테스트

자동차 산업에서 오랫동안 차량의 기계 및 공기역학적 특성을 설계하고 테스트하기 위해 컴퓨터 지원 설계(CAD),

전산 유체 역학(CFD)을 비롯한 기타 소프트웨어를 사용해 왔다.

디지털 트윈 기술은 엔지니어들이 물리적 프로토타입을 제작하기 전에 가상 환경에서 차량의 부품이나 

컴포넌트를 만들어 테스트할 수 있도록 지원하는 디지털 기술이다. 

이러한 프로세스에서 반복되는 업무의 속도를 높이고 비용을 절감하며 더 많은 회수의 테스트를 할 수 있다.

디지털 트윈을 사용한 가상 시뮬레이션으로 전기차 설계에 다양한 환경 및 운영 조건을

적용할 수 있어 고가인 실제 테스트 없이도 성능과 안전을 최적화할 수 있다.

또한 디지털 트윈으로 자동차의 구성과 성능에 미치는 영향을 다양하게 시뮬레이션하여 고객 취향에 맞추어 차량을 커스터마이징할 수 있다.

디지털 트윈으로 물리적 형태인 프로토타입으로 구현하기 전에 가상 환경에서 다양한 아이디어와 기술을 탐색할 수 있어 혁신적인 디자인을 가속화 한다.

배터리 설계 및 관리

내연기관 자동차와 전기차 개발의 주요 차이점 중 하나는 배터리 시스템과 관리이다.

디지털 트윈을 활용하면 배터리 설계를 모델링하고 시뮬레이션하여 에너지 밀도, 수명과 안전성 향상에 도움이 된다.

보다 효율적이고 신뢰할 수 있는 배터리 시스템 개발로 이어진다.

또한 디지털 트윈은 전기차에 필수적인 배터리 성능과 수명향상을 위한 첨단 열 관리 방법을 개발하는 데 사용되고 있다.

제조공정 최적화

디지털 트윈은 전체 제조 프로세스를 모델링하여 생산 흐름의 병목현상과 비효율성을 식별하는 일에 사용되고 있다.

이를 통해 효율성 향상, 근로자 안전, 새로운 기술과(예: 지능형 로봇)의 통합, 비용 절감과 생산라인을 최적화한다.

대부분의 경우 디지털 트윈은 생산라인에서 실시간으로 데이터를 제공받아 제조공정의 모니터링을 지원한다.

이 데이터를 수집 분석하여 장비 고장을 예측하고 품질 관리 업무를 지원하며 낭비와 폐기물 삭감에 활용할 수 있다.

결론적으로 디지털 트윈은 전기차 설계업무의 효율성 및 제조 생산성을 향상시키는 포괄적인 프레임워크 역할을 한다.

자동차 설계와 생산 프로세스 업무에서 가상과 물리적 차이를 줄여 가면서 지속 가능하고 효율적이며 고객 중심적인 접근을 가능하게 한다.

참조 | https://www.rtinsights.com/ev-manufacturers-double-up-on-digital-twins/