Elektryczne Porsche Macan - prototypy już na drogach

Cyfrowy rozwój i wirtualne testy pozwalają nie tylko oszczędzać czas oraz koszty, ale też chronić zasoby - przyczyniają się więc do zrównoważonego rozwoju. Zamiast prawdziwych samochodów inżynierowie używają cyfrowych prototypów, czyli modeli obliczeniowych, które z dużą dokładnością odtwarzają właściwości, układy i jednostki napędowe rzeczywistego pojazdu. Na potrzeby symulacji prowadzonych w różnych dziedzinach rozwoju, takich jak aerodynamika, zarządzanie energią, obsługa oraz akustyka, stworzono 20 takich prototypów. "Regularnie zestawiamy ze sobą dane z różnych działów i wykorzystujemy je do tworzenia kompletnego wirtualnego pojazdu; jest on tak szczegółowy, jak to tylko możliwe" - wyjaśnił dr Andreas Huber, menedżer Porsche ds. cyfrowych prototypów. Pozwala to na szybką identyfikację i rozwiązywanie niezdiagnozowanych wcześniej konfliktów projektowych.

Jednymi z pierwszych specjalistów pracujących nad cyfrowym prototypem są eksperci od aerodynamiki. "Kiedy projekt wystartował jakieś 4 lata temu, zaczęliśmy od modelu przepływowego" - powiedział dr Thomas Wiegand, dyrektor ds. rozwoju aerodynamiki. Niski opór aerodynamiczny ma fundamentalne znaczenie dla w pełni elektrycznego Porsche Macan pod kątem uzyskania dużego zasięgu. Już niewielkie udoskonalenia w zakresie przepływu powietrza mogą mieć tu ogromne znaczenie. Korzystając z symulacji, inżynierowie pracują aktualnie nad detalami takimi jak kanały powietrza chłodzącego. Obliczenia uwzględniają nie tylko różne koncepcje lokalizacji elementów, ale odzwierciedlają również rzeczywiste różnice temperatur.

Nowe metody pozwalają dziś na prowadzenie bardzo precyzyjnych symulacji - zarówno aerodynamiki, jak i termodynamiki. "Cyfrowy świat jest nieodzowny przy opracowywaniu elektrycznego Porsche Macan" - powiedział Thomas Wiegand, ekspert od aerodynamiki. Elektryczny zespół napędowy, od akumulatora aż po silnik, wymaga osobnej koncepcji zarządzania chłodzeniem i temperaturą, całkowicie odmiennej od tej stosowanej w pojazdach z napędem konwencjonalnym. Podczas gdy w przypadku silników spalinowych celem jest okno temperaturowe 90 120 stopni Celsjusza, jednostka elektryczna, energoelektronika oraz wysokonapięciowy akumulator wymagają - w zależności od komponentu - zakresu od 20 do 70 stopni. Krytyczne scenariusze nie występują na drodze, lecz podczas szybkiego ładowania z dużą mocą, przy wysokich temperaturach powietrza. Projektanci Porsche są jednak w stanie precyzyjnie obliczyć i cyfrowo zoptymalizować odpowiednią lokalizację komponentów, przepływ oraz temperaturę.

Już na początkowym etapie wirtualne prototypy można łączyć z rzeczywistymi scenariuszami. Najlepszym przykładem jest tu opracowanie zupełnie nowej koncepcji wyświetlania informacji oraz obsługi. Wykorzystując tzw. stanowisko do odtwarzania środowiska kierowcy, w połączeniu z danymi cyfrowego prototypu można ją zrealizować we wczesnej fazie rozwoju. "Symulacja pozwala nam ocenić wyświetlacze, procedury obsługi i warunki zmieniające się podczas jazdy z punktu widzenia kierowcy" - wyjaśnił Fabian Klausmann z działu rozwoju doświadczeń kierowcy. Tutejsi kierowcy testowi to nie tylko specjaliści, ale także osoby spoza kręgu ekspertów. Umożliwia to szczegółowe zbadanie wszystkich interakcji pomiędzy kierowcą a pojazdem i pozwala na selektywną optymalizację funkcji jeszcze przed zbudowaniem pierwszego fizycznego kokpitu.

Na bazie danych uzyskanych z symulacji zbudowano pierwsze fizyczne prototypy w pełni elektrycznego Porsche Macan - w niektórych przypadkach ręcznie albo przy użyciu specjalnych narzędzi. Później, w oparciu o rezultaty wirtualnego procesu "szlifowania", będą one regularnie modyfikowane. I odwrotnie: wyniki testów drogowych zostaną bezpośrednio uwzględnione w cyfrowym rozwoju. "Aby konstrukcja pojazdu, stabilność działania oraz niezawodność osprzętu, oprogramowania i wszystkich funkcji spełniały nasze standardy wysokiej jakości, nadal niezbędne są testy wytrzymałościowe w rzeczywistych warunkach, na zamkniętych obiektach oraz na drogach publicznych" - powiedział Michael Steiner, członek zarządu. Wymagający program testów w pełni elektrycznego Porsche Macan, prowadzony w ekstremalnych warunkach klimatycznych i topograficznych, obejmuje dyscypliny takie jak ładowanie oraz monitoring pracy wysokonapięciowego akumulatora, który musi spełniać bardzo rygorystyczne normy. "Podobnie jak Taycan, w pełni elektryczny Macan z architekturą 800 V będzie oferował osiągi typowe dla Porsche - czyli Porsche E-Performance" - obiecał Steiner, odnosząc się do celów rozwojowych ustanowionych dla nowego samochodu, takich jak zasięg na dalekich dystansach, szybkie ładowanie oraz powtarzalne osiągi, które mają być najlepsze w klasie: "Elektryczny Macan będzie najbardziej sportowym modelem w swoim segmencie".

Wprowadzenie na rynek w pełni elektrycznego Porsche Macan - pierwszego modelu Porsche zbudowanego na platformie Premium Platform Electric (PPE) - zaplanowano na 2023 rok. Producent sportowych aut w elastyczny sposób przygotowuje się jednak do przejścia na 100-procentową elektromobilność. "W Europie popyt na pojazdy elektryczne nadal rośnie, ale na całym świecie tempo zmian jest bardzo zróżnicowane. Dlatego w 2021 r. zamierzamy zaprezentować kolejnego konwencjonalnego następcę obecnego Porsche Macan" - powiedział Michael Steiner. W przyszłości nowe warianty z silnikiem spalinowym będą oferowane obok całkowicie elektrycznego Porsche Macan. Ale do tego czasu musi on pokonać jeszcze miliony testowych kilometrów - zarówno w prawdziwych warunkach, jak i w wirtualnej przestrzeni.

***