ENG: Developing powertrains for battery electric vehicles is often time-consuming and expensive because of the complex relationships between components like the inverter, electric machine, and gearbox. To tackle this, researchers at Graz University of Technology (TU Graz) created OPED (Optimization of Electric Drives), a software that significantly speeds up the process. OPED uses evolutionary optimization algorithms, an AI technique inspired by natural selection, to automatically adjust and test around 50 design parameters. It simulates countless combinations to find the best-performing designs based on technical requirements like power output, efficiency, cost, and space constraints. What used to take engineers months of manual work can now be done in just one day.
OPED’s optimization process starts with the manufacturer’s requirements, such as the desired power, service life, and available space. The AI then runs hundreds of thousands of simulations, automatically tweaking design variables to improve performance. For example, changing the design of the electric machine might affect the gearbox and power electronics, and OPED considers all these interactions simultaneously. The results are presented as a Pareto front, a set of optimal solutions where improving one factor (like efficiency) might slightly compromise another (like cost). This allows decision-makers to choose the design that best fits their priorities.
OPED is part of the work done by TU Graz’s E-Mobility and Alternative Drivetrains (EMD) research group, which focuses on sustainable transport through digital innovation. EMD aims to improve energy efficiency, reduce greenhouse gas emissions, and support the shift to carbon-neutral mobility. OPED is already being used successfully by major automotive suppliers to accelerate product development and optimize both electric and hybrid powertrains. Beyond performance and cost, the software can also factor in sustainability, like CO₂ emissions from production and operation, supporting environmentally friendly vehicle design.
RO: Dezvoltarea sistemelor de propulsie pentru vehiculele electrice este adesea un proces de durată și costisitor, din cauza relațiilor complexe dintre componente precum invertorul, mașina electrică și cutia de viteze. Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii de la Universitatea Tehnică din Graz (TU Graz) au creat OPED (Optimizarea Sistemelor de Propulsie Electrică), un software care accelerează semnificativ acest proces. OPED folosește algoritmi evolutivi de optimizare, o tehnică de inteligență artificială inspirată din selecția naturală, pentru a ajusta și testa automat aproximativ 50 de parametri de proiectare. Software-ul simulează nenumărate combinații pentru a găsi cele mai performante soluții, în funcție de cerințele tehnice, cum ar fi puterea, eficiența, costul și constrângerile de spațiu. Ceea ce le lua inginerilor luni întregi de muncă manuală poate fi făcut acum într-o singură zi.
Procesul de optimizare cu OPED începe de la cerințele producătorului, cum ar fi puterea dorită, durata de viață minimă și spațiul disponibil. Inteligența artificială rulează apoi sute de mii de simulări, ajustând automat variabilele de proiectare pentru a îmbunătăți performanța. De exemplu, o modificare a designului mașinii electrice poate afecta cutia de viteze și electronica de putere, iar OPED ia în considerare toate aceste interacțiuni simultan. Rezultatele sunt prezentate sub forma unui principiu Pareto, un set de soluții optime în care îmbunătățirea unui factor (cum ar fi eficiența) poate duce la un compromis ușor în altul (cum ar fi costul). Astfel, decidenții pot alege designul care se potrivește cel mai bine priorităților lor.
OPED face parte din activitatea grupului de cercetare E-Mobility and Alternative Drivetrains (EMD) de la TU Graz, care se concentrează pe transportul sustenabil prin inovație digitală. EMD își propune să îmbunătățească eficiența energetică, să reducă emisiile de gaze cu efect de seră și să sprijine tranziția către mobilitatea neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon. OPED este deja utilizat cu succes de furnizori importanți din industria auto pentru a accelera dezvoltarea produselor și pentru a optimiza atât sistemele de propulsie electrice, cât și pe cele hibride. Dincolo de performanță și costuri, software-ul poate lua în considerare și aspecte legate de sustenabilitate, cum ar fi emisiile de CO₂ generate în timpul producției și utilizării, sprijinind astfel proiectarea vehiculelor ecologice.
Source 1 (TU Graz, “E-Mobility: TU Graz AI System Accelerates the Development of Powertrains”, 30.01.2025)
Source 2 (TU Graz, “EMD – E-Mobility and Alternative Drivetrains”, 30.01.2025)
Paper: Hofstetter, M., Lechleitner, D. and Hirz, M., 2024, June. Carbon Footprint Minimization of Electric Powertrains by Multi-Objective Design Optimization. In 24th International VDI-Conference Dritev 2024 (pp. 383-396). VDI Wissensforum GmbH.
