Khi nghĩ về một thiết bị di động, chúng ta nghĩ ngay tới máy tính bảng và điện thoại thông minh. Các thiết bị này liên kết chúng ta tới hầu hết các sự kiện trên thế giới, với gia đình, với bạn bè, và với thị trường toàn cầu mà thậm chí chúng ta không cần rời khỏi nhà. Và với những tiến bộ trong điện tử ô tô, trải nghiệm lái xe của chúng ta cũng có thể được nâng cao, nơi mà chúng ta có thể kết nối toàn cầu tới những thiết bị xung quanh chúng ta như chính chiếc điện thoại thông minh. Thực vậy, các kết nối có thể làm tăng thêm trải nghiệm lái xe cũng như nâng cao sự an toàn của chúng ta bởi việc đem lại những khả năng cảnh báo và tránh được tại nạn. Hãy tưởng tượng những chiếc xe có thể nhận biết không chỉ môi trường xung quanh mà còn cả chính người điều khiển. Tưởng tượng một tương lai mà tại đó giao diện tới thế giới ảo của bạn giới hạn không chỉ là truy cập trên màn hình cảm ứng mà là toàn bộ không gian xe của bạn,từ kính chắn gió đến chỗ ngồi tới điện tử xe,tất cả đều được thiết kế để đem đến một trải nghiệm lái xe độc đáo kết nối toàn cầu

Ngày nay, những tiến bộ trong công nghệ, chẳng hạn như sự phát triển bộ vi xử lý đồ họa (Graphic Proccessing Unit GPU) năng lượng thấp cho xe điện, màn hình cảm ứng, và kết nối không dây tích hợp, đã trở thành công cụ cho phép đưa ra trải nghiệm lái xe thông minh. Chúng tôi đang sẵn sàng để có những bước nhảy vọt trong những thiết bị di động hoàn thiện. Thay vì kết nối điện thoại di động vào xe, chiếc xe sẽ trở thành thiết bị di động. Hãy cùng chúng tôi lướt qua về một số các công nghệ chủ chốt là nền tảng của điện tử ô tô.

GPUs: Trung tâm hiệu suất cao của hệ thống ô tô

Các hệ thống thông tin giải trí tương tác người dùng mà chúng ta được hưởng ngày nay đơn giản sẽ không thể có nếu thiếu GPUs công suất thấp cho phép chức năng đa phương tiện và đồ họa chi tiết hoạt động. Tạo năng lượng cho thông tin giải trí, dẫn đường và điều khiển thiết bị, GPUs đã thực sự được thiết kế để là một trung tâm của hệ thống điện tử ô tô hiện đại, cung cấp các tính năng to lớn, đồng thời làm tăng hiệu suất. Chìa khóa để đạt được một thiết kế tiết kiệm năng lượng là đưa định sớm nghĩa về mức chuyển thanh ghi (register-transfer level (RTL))vào trong giai đoạn đầu thiết kế. Dòng chảy thiết kế RTL có thể di chuyển dễ dàng và chính xác cho các nút xử lý thấp hơn là điều rất quan trọng để cho phép hình dung nhanh và chính xác điện năng tiêu thụ trong các chế độ hoạt động khác nhau của GPUs. Các thuật toán giúp giảm điện năng tự động trong một công cụ phân tích RTL có thể cho phép các nhà thiết kế tối ưu hóa các GPU tạo ra các tính năng độc đáo và thiết lập vùng tiếp xúc điện cần thiết cho thiết bị điện tử trong ô tô thông minh

Công nghệ màn hình cảm ứng

Ngày nay, công nghệ màn hình cảm ứng trong ô tô giúp chúng ta có thể sử dụng - là một ví dụ độc đáo về cách mô phỏng đa vật lý có thể cho phép thấy được một trải nghiệm tương tác người dùng nâng cao. Ngày nay, Thiết kế màn hình cảm ứng yêu cầu dự đoán chính xác về vị trí và chuyển động của các tiếp xúc trên màn hình, cũng như khả năng để mô hình ứng suất cơ học trên lớp mỏng của vật liệu được sử dụng trong các mẫu thiết kế máy tính bảng kiểu dáng đẹp chúng ta thấy. Mô phỏng đa vật lý là chìa khóa để thiết kế máy tính bảng cho các ứng dụng trong ô tô như các mô hình thay đổi điện dung xảy ra khi người dùng chạm vào màn hình, như một phần của một mô phỏng 3-D đầy đủ.

Nhờ tính toán hiệu năng cao, tạo mẫu ảo của hệ thống hoàn thiện là có thể, như các nhà thiết kế có thể chia lưới, mô phỏng hiệu suất điện của thiết bị hoàn thiên và đặc tính ứng suất cơ học, đảm bảo thiết kế sẽ được đặt trong các điều kiện kỹ thuật. Màn hình cảm ứng vậy, cũng cần phải được thiết kế với các yêu cầu nghiêm ngặt về môi trường ô tô,trong đó có độ tin cậy khi làm việc ở các dải nhiệt độ khác nhau. Cụ thể, vấn đề độ tin cậy như xả tĩnh điện (electro-static discharge, ESD) có thể được làm trầm trọng thêm khi nhiệt độ trong môi trường ô tô tăng. Mô phỏng ESD cấp hệ thống sớm trong giai đoạn thiết kế có thể xác định những vấn đề này bằng cách sử dụng một dòng chảy tạo mẫu ảo, rất lâu trước khi thực hiện vật lý và thử nghiệm. Việt này có thể tiết kiệm cả thời gian và chi phí.

Kết nối chiếc xe của bạn tới thế giới mạng toàn cầu (Internet of Things, IoT)

Thiết kế ăng-ten tích hợp là chìa khóa để cho phép kết nối toàn cầu ô tô của chúng tôi với mạng toàn cầu (IoT). Tương tự như thiết kế của thiết bị di động và các thiết bị có thể mang theo, có những thách thức đối với thiết kế ăng-ten của hệ thống ô tô. Việc kiểm tra một hệ thống ăng-ten hoàn thiện là cần thiết để dự đoán ăng-ten phù hợp, hiệu quả, và tất cả các mô hình bức xạ, trong khi việc kiểm tra dựa trên vị trí, môi trường xung quanh và kích thước của ăng-ten. Cũng rất có thể là cần thiết là bao gồm một mô hình của cơ thể con người để cho phép mô phỏng trường cực kỳ chính xác. Thông thường, nguyên mẫu vật lý và đo lường trong phòng thí nghiệm sẽ là quá trình chuẩn cho việc tích hợp và thiết kế ăng-ten trong ô tô. Tuy nhiên, tự động hóa và mô phỏng có thể cung cấp một dòng chảy thiết kế ăng-ten chính xác và hiệu quả hơn, không chỉ cho phép mô phỏng sớm hoạt động của ăng-ten thực tế trong một môi trường nhất định, mà còn có khả năng để thực hiện phân tích tham số để nghiên cứu độ nhạy và từng khía cạnh.

Trải nghiệm lái hoàn thiện gặp trải nghiệm ảo.

Bây giờ chúng ta có "component-level " cho phép di động trong xe ô tô, chúng tôi có thể kéo các thành phần này với nhau thành một hệ thống, tạo ra sự cho phép một bước nhảy từ một giao diện người dùng điều khiển trung tâm tới kết nối trải trải nghiệm người dùng thông qua toàn bộ không gian ô tô. Thay vì giới hạn trong bảng điều khiển màn hình cảm ứng, chúng ta có thể thấy kính chắn gió xe hơi đảm nhận vai trò mới như một giao diện tương tác và thông minh. Cảm biến tích hợp trên toàn bộ chiếc xe rất có thể phát triển để mang lại sự hỗ trợ lái xe thông minh hơn và khả năng tránh tai nạn. Để mở rộng phạm vi của các thiết bị di động trong xe, mô phỏng có thể giúp các nhà thiết kế xác định các yếu tố trong việc sạc điện không dây có thể được xây dựng thành phương tiện để giải quyết vấn đề sạc điện không dây cho hệ thống sạc trong ô tô lai.

Phát triển các công nghệ dựa trên nguyên mẫu vật lý sẽ liên quan đến chu trình thiết kế tốn kém và lâu dài. Tuy nhiên, một dòng chảy tạo mẫu ảo, dựa trên mô hình chính xác các thành phần hệ thống, có thể cho phép mô phỏng hành vi thực tế hệ thống để hỗ trợ quá trình thiết kế, giải quyết những thách thức trong lĩnh vực điện từ, nhiệt, độ tin cậy và hiệu quả năng lượng.

ANSYS đã giúp các nhà thiết kế trong ngành công nghiệp ô tô, y tế, hàng không vũ trụ và để đạt được thiết kế mang tính đột phá mới thông qua dòng chảy tạo mẫu ảo dựa trên mô hình của họ, cho phép giảm năng lượng, đánh giá độ tin cậy, phân tích ứng suất nhiệt và cơ, và tối ưu hóa thiết kế. Một cách tiếp cận hệ thống dựa trên mô hình kỹ thuật như vậy sẽ là chìa khóa để cho phép "thông minh" và kết nối toàn cầu chiếc xe của tương lai.

BVT (Nguồn: ANSYS, Inc).