Całkowicie elektryczne Porsche Macan gotowe do drogi: po wstępnych testach na terenie centrum rozwoju w Weissach starannie zakamuflowane prototypy kolejnej generacji kompaktowego SUV-a po raz pierwszy wyruszają poza bazę Porsche.
„Czas na testy w rzeczywistych warunkach – to jeden z najważniejszych etapów procesu rozwoju” – powiedział Michael Steiner, członek zarządu Porsche AG ds. badań i rozwoju. Zanim w pełni elektryczny Macan trafi na rynek – czyli w 2023 r., jego prototypy na całym świecie, w różnych warunkach, pokonają łącznie około 3 milionów testowych kilometrów. Mogą przy tym korzystać z doświadczenia zebranego wcześniej na dystansie niezliczonych kilometrów przejechanych w wirtualnej przestrzeni.
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.
Wirtualne testy nowej koncepcji wyświetlania i systemu operacyjnego
Nowe metody pozwalają dziś na prowadzenie bardzo precyzyjnych symulacji – zarówno aerodynamiki, jak i termodynamiki. „Cyfrowy świat jest nieodzowny przy opracowywaniu w pełni 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.
Cel rozwojowy: najbardziej sportowy model w segmencie
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: „Całkowicie elektryczny Macan będzie najbardziej sportowym modelem w swoim segmencie”.
Elastyczność na przyszłość: kolejny nowy Macan z silnikiem spalinowym
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.
