宝马携手SIMULIA，攻克汽车电驱动系统复杂性管理难题
SIMULIA 有幸在2025 年欧洲中部 SIMULIA 区域用户大会上，专访了宝马公司的诺贝特・施罗德（Norbert Schroeder），对话围绕其演讲《轻量化滚动轴承座：基于 Simpack、Tosca 与 Abaqus 的仿真研究与优化》展开。
德国汽车制造商宝马采用 SIMULIA 旗下Abaqus、Simpack、Tosca工具，对搭载复杂滚动轴承交互结构的轻量化电驱动系统开展性能仿真分析。
核心挑战
宝马面临着研发轻量化、高安全、高效率电驱动系统的核心难题，亟需能够精准捕捉滚动轴承座（部件中用于支撑滚动轴承的结构）在真实工况下复杂力学行为的仿真工具。
解决方案
依托 SIMULIA 仿真技术套件（包含 Abaqus、Simpack 与 Tosca），宝马工程师构建了电驱动系统精细化的系统级仿真模型，实现了真实工况载荷下滚动轴承力学行为的高精度建模。
应用成果
实现复杂电驱动系统可靠的系统级仿真
规避异常噪音、过度摩擦、壳体断裂等系统失效问题
消除设计早期阶段的经验性预判与试错
为迁移至 3DEXPERIENCE 平台奠定坚实基础
百年以来，德国汽车制造商宝马始终致力于攻克复杂工程难题，推动汽车行业迭代发展。如今，宝马工程师们正面临行业迄今最严峻的挑战：为纯电动化未来，全面重构整车核心系统。
诺贝特・施罗德是宝马仿真专家，同时获评SIMULIA 2025 年度冠军，他正身处汽车行业电动化转型的核心环节。在近期于德国班贝格举办的 2025 年欧洲中部 SIMULIA 区域用户大会上，他表示：“我最初从事内燃机研发工作，我们以往仅针对传统发动机开展仿真，主要聚焦曲轴等孤立零部件。但在电驱动系统中，所有部件高度集成化，转子、变速箱、壳体与电磁特性必须作为一个完整系统统筹考量。”
这种高度集成的特性，要求仿真思路全面革新。诺贝特指出：“单个零部件的细节精度要求或许会降低，但需要覆盖的仿真范围大幅拓宽，这正是系统级仿真的核心价值所在。”
诺贝特对仿真工具的选择极为严苛，他从大学时期便开始使用 SIMULIA 系列产品，最先接触 Abaqus，随即启用 Simpack。如今，他常态化使用最新版本的Abaqus 处理非线性与接触问题、Simpack 开展动力总成相关多体动力学仿真、Tosca 进行拓扑优化与非参数化优化。
这些工具单独使用时已具备卓越效能，但诺贝特认为，其一体化协同能力才是核心优势。“这是一套完全集成的工作流程，同一生态体系下的工具组合能释放巨大价值，这种协同效应切实提升了仿真成果质量。”
依托 SIMULIA 仿真方案，诺贝特及其团队攻克了电驱动仿真中多项高难度课题，例如滚动轴承座设计。滚动轴承座是部件（通常为壳体）中支撑滚动轴承的结构，而滚动轴承是通过滚动体降低摩擦、承受载荷的轴承类型。
诺贝特解释道：“传统内燃机中，尺寸大、刚度高的轴承座可有效承受载荷。但在轻量化电动车结构中，我们必须降低壳体重量，这也会导致结构刚度下降。我们将结构性能推向极限，因此需要高精度的滚动轴承模型以保障系统安全。”
借助仿真工具，宝马工程师可精准建模轴承内滚动体对外圈的作用力，以及该力向变速箱壳体的传递路径。诺贝特表示：“这些部件在壳体内必须得到精准支撑，若设计不当，系统会出现异常噪音、过度摩擦，甚至发生结构性失效。”
为保障仿真精度，诺贝特团队采用顺序耦合仿真流程：“通过 Simpack 计算系统级载荷，利用 Abaqus 求解结构响应，再通过 Tosca 基于载荷结果开展设计优化。”
仿真不仅助力宝马验证设计方案，更能挖掘物理试验无法获取的深度洞察。诺贝特坦言：“部分场景下，若不借助仿真，我们甚至无法定位问题根源。仿真不仅缩短了研发周期，更让复杂电驱动系统的研发成为可能。”
对于宝马团队而言，仿真已成为替代物理试验的可靠手段。诺贝特表示：“我们对仿真结果极具信心，部分场景下，虚拟仿真能设置比物理试验更纯净的边界条件。”
面对汽车行业电动化深化带来的全新挑战，诺贝特坚信 SIMULIA 仿真方案将助力宝马解锁更多创新解决方案。“未来属于多物理场仿真，这一领域极具挑战性，但也是必然趋势，在电池开发中尤为关键。迁移至 3DEXPERIENCE平台是核心战略，我们正通过 SIMULIA 将成熟的工作流程适配至该平台，确保在未来项目中高效复用。”
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