De nye elektriske Cayennepeper vil blive varmebehandlet.

I udviklingen af Cayenne Electric bruger Porsche mere end nogensinde digital testning. Den menneskelige faktor er dog stadig uundværlig: Under de sidste testkørsler presser ingeniørerne SUV'en til det yderste. Og det sker under ekstreme vejrforhold, fra iskold kulde til meget høje temperaturer piese auto online.

De nye elektriske Cayennepeper vil blive varmebehandlet.

Udviklingen i et virtuelt miljø analyseres for at sikre, at den er klar til brug i det virkelige liv. Porsche viser, hvordan digital transformation og ingeniørekspertise arbejder sammen i skabelsen af den nye Cayenne Electric. Den nye fuldelektriske SUV vil blive præsenteret mod slutningen af året og vil derefter blive tilbudt sammen med den nuværende modelrække med forbrændingsmotorer og hybriddrev. "Dette var det første projekt, hvor vi gik direkte fra digital testning af hele køretøjet til præ-serieproduktion," forklarer Dr. Michael Steiner, vicepræsident og medlem af direktionen for forskning og udvikling. Den "konstruktive" testfase, der bruger individuelt byggede prototyper, var ikke længere nødvendig, da de cirka 120 testkøretøjer, som tager lang tid at bygge, i vid udstrækning blev erstattet af digitale ækvivalenter. Ingeniørerne sendte virtuelle prototyper på digitale prøvekørsler lige fra designfasen.

Simulering og kunstig intelligens har radikalt ændret – og forkortet – køretøjstest. De er baseret på tre hovedretninger: præcist digitaliserede ruter, der spænder fra kørsel på Nürburgring til hverdagstrafik, årtiers erfaring fra feltforsøg hos ingeniørerne fra Weissach og den betydeligt øgede computerkraft i moderne realtidssimuleringssystemer. Dette gjorde det muligt for ingeniørerne ikke kun at visualisere Cayenne virtuelt, men også at teste den direkte i et virtuelt miljø. I en udviklingsfase, hvor komponenter i starten er tilgængelige i digital form og derfor let kan modificeres, brugte eksperterne virtual reality (VR) til at udføre indledende test af den fremtidige generation af SUV-modeller. Resultaterne af de digitale test blev senere verificeret med bænketests af virkelige, fysiske komponenter.

Til dette formål er der udviklet en helt ny kombineret testrigg. Den gør det muligt at teste driv-, batteri-, energistyrings- og ladesystemerne sammen under realistiske forhold. De fire kraftige synkrone elmotorer på testriggen kan programmeres til at fungere på en sådan måde, at de præcist simulerer forskellige vejforhold, modstand under acceleration og de kræfter, der opstår under rekuperation og bremsning. "Maskinerne er så komplekse, at vi endda kan imitere forskellige asfaltoverflader eller dækslip," bemærker ingeniør Markus Junige. Miljøforholdene kan også simuleres fuldt ud.

"Vores testprogrammer er unikke med hensyn til krav," tilføjer Junige. Et imponerende eksempel er Nordschleife-omgangen på Nürburgring, som er en levende demonstration af grænserne for, hvad der er muligt. Inputdataene til dette leveres af den virtuelle prototype, og alle simulerede parametre føres ind i den kombinerede testbænk i realtid. "Under alle forhold skal bilen altid levere fuld effekt, så snart føreren anmoder om det," bemærker Junige. En sådan hurtig generering af maksimal effekt er særligt belastende for de termiske styringssystemer i en bil med så høje dynamiske egenskaber: For at bringe batteriet til en optimal temperatur under alle forhold skal varme- og kølesystemerne være kraftigere end i nogen elektrisk Porsche til dato. På et hvilket som helst tidspunkt under Nürburgring-omgangen sammenlignes de værdier, der måles på den kombinerede testbænk, med dem, der tidligere er beregnet for den digitale tvilling. Dette bekræfter, at simuleringen nu er så præcis, at der næsten ikke er nogen afvigelser, der skal korrigeres efter modtagelse af resultaterne af de fysiske tests.

Uanset hvor præcis simuleringen er, udføres den endelige tuning stadig af mennesker. "I virkeligheden er det kun mennesker, der kan fuldføre de sidste detaljer," bemærker Sascha Niesen, leder af det komplette testteam for køretøjer på Porsche Development Center i Weissach. Vigtigheden af testkørernes erfaring i den perfekte balance mellem køredynamik og styrestrategier er særligt tydelig på racerbanen. Uanset om det er i byen, på motorvejen eller terrængående, testes Cayenne Electric i alle realistiske driftsscenarier. Der lægges særligt vægt på ladestyring. "Uanset hvordan Cayenne køres, før den stopper, skal den altid være forberedt til hurtigopladning," forklarer Junige. Selv trafikpropper tages i betragtning af køretøjet for at udnytte energien optimalt.

Test under ekstreme vejrforhold er en særlig udfordring. I varme områder som Golfstaterne eller Death Valley i USA skulle klimaanlægget og temperaturstyringen af batteriet og drivsystemet blandt andet gennemgå krævende funktionstests ved temperaturer på op til 50 grader Celsius. I Skandinavien, hvor temperaturerne når minus 35 grader Celsius, omfattede testprogrammet for præproduktionskøretøjerne koldstart, klimaanlæg, vejgreb, styretøj og bremseadfærd samt styresystemernes funktionelle funktionalitet relateret til køredynamik. I begge klimaekstremer skulle Cayenne Electric kunne oplade hurtigt og problemfrit – næppe nogen anden producent kræver mere af sine køretøjer end Porsche.

Udholdenhedstests simulerer en bils levetid under forhold, der er så barske, at kunderne kun ville opleve dem som en sidste udvej. I hverdagen tilbagelægger køretøjerne over 150.000 kilometer i skift over flere måneder – i bytrafik, på landeveje og på motorveje.

Fra crashtestlaboratorier og udholdenhedsbaner til test under ekstreme forhold – kombinationen af digital forberedelse og test i den virkelige verden beviser sin effektivitet på alle områder. Det gør udviklingsprocessen mere præcis og effektiv. Sammenlignet med en konventionel udviklingsstrategi blev udviklingstiden for Cayenne Electric reduceret med 20 %. Samtidig er de topmoderne virtuelle test også mere ressourceeffektive takket være det reducerede materialeforbrug.

Reservedele AutoPower
Reservedele AutoPower

Udviklingen i et virtuelt miljø analyseres for at sikre, at den er klar til brug i det virkelige liv

Simulering og kunstig intelligens har radikalt ændret – og forkortet – køretøjstest