Cyfrowy rozwój i wirtualne testy pozwalaj膮 nie tylko oszcz臋dza膰 czas oraz koszty, ale te偶 chroni膰 zasoby – przyczyniaj膮 si臋 wi臋c do zrównowa偶onego rozwoju. Zamiast prawdziwych samochodów in偶ynierowie u偶ywaj膮 cyfrowych prototypów, czyli modeli obliczeniowych, które z du偶膮 dok艂adno艣ci膮 odtwarzaj膮 w艂a艣ciwo艣ci, uk艂ady i jednostki nap臋dowe rzeczywistego pojazdu. Na potrzeby symulacji prowadzonych w ró偶nych dziedzinach rozwoju, takich jak aerodynamika, zarz膮dzanie energi膮, obs艂uga oraz akustyka, stworzono 20 takich prototypów. „Regularnie zestawiamy ze sob膮 dane z ró偶nych dzia艂ów i wykorzystujemy je do tworzenia kompletnego wirtualnego pojazdu; jest on tak szczegó艂owy, jak to tylko mo偶liwe” – wyja艣ni艂 dr Andreas Huber, mened偶er Porsche ds. cyfrowych prototypów. Pozwala to na szybk膮 identyfikacj臋 i rozwi膮zywanie niezdiagnozowanych wcze艣niej konfliktów projektowych.
Jednymi z pierwszych specjalistów pracuj膮cych nad cyfrowym prototypem s膮 eksperci od aerodynamiki. „Kiedy projekt wystartowa艂 jakie艣 4 lata temu, zacz臋li艣my od modelu przep艂ywowego” – powiedzia艂 dr Thomas Wiegand, dyrektor ds. rozwoju aerodynamiki. Niski opór aerodynamiczny ma fundamentalne znaczenie dla w pe艂ni elektrycznego Porsche Macan pod k膮tem uzyskania du偶ego zasi臋gu. Ju偶 niewielkie udoskonalenia w zakresie przep艂ywu powietrza mog膮 mie膰 tu ogromne znaczenie. Korzystaj膮c z symulacji, in偶ynierowie pracuj膮 aktualnie nad detalami takimi jak kana艂y powietrza ch艂odz膮cego. Obliczenia uwzgl臋dniaj膮 nie tylko ró偶ne koncepcje lokalizacji elementów, ale odzwierciedlaj膮 równie偶 rzeczywiste ró偶nice temperatur.
Wirtualne testy nowej koncepcji wy艣wietlania i systemu operacyjnego
Nowe metody pozwalaj膮 dzi艣 na prowadzenie bardzo precyzyjnych symulacji – zarówno aerodynamiki, jak i termodynamiki. „Cyfrowy 艣wiat jest nieodzowny przy opracowywaniu w pe艂ni elektrycznego Porsche Macan” – powiedzia艂 Thomas Wiegand, ekspert od aerodynamiki. Elektryczny zespó艂 nap臋dowy, od akumulatora a偶 po silnik, wymaga osobnej koncepcji zarz膮dzania ch艂odzeniem i temperatur膮, ca艂kowicie odmiennej od tej stosowanej w pojazdach z nap臋dem konwencjonalnym. Podczas gdy w przypadku silników spalinowych celem jest okno temperaturowe 90 120 stopni Celsjusza, jednostka elektryczna, energoelektronika oraz wysokonapi臋ciowy akumulator wymagaj膮 – w zale偶no艣ci od komponentu – zakresu od 20 do 70 stopni. Krytyczne scenariusze nie wyst臋puj膮 na drodze, lecz podczas szybkiego 艂adowania z du偶膮 moc膮, przy wysokich temperaturach powietrza. Projektanci Porsche s膮 jednak w stanie precyzyjnie obliczy膰 i cyfrowo zoptymalizowa膰 odpowiedni膮 lokalizacj臋 komponentów, przep艂yw oraz temperatur臋.
Ju偶 na pocz膮tkowym etapie wirtualne prototypy mo偶na 艂膮czy膰 z rzeczywistymi scenariuszami. Najlepszym przyk艂adem jest tu opracowanie zupe艂nie nowej koncepcji wy艣wietlania informacji oraz obs艂ugi. Wykorzystuj膮c tzw. stanowisko do odtwarzania 艣rodowiska kierowcy, w po艂膮czeniu z danymi cyfrowego prototypu mo偶na j膮 zrealizowa膰 we wczesnej fazie rozwoju. „Symulacja pozwala nam oceni膰 wy艣wietlacze, procedury obs艂ugi i warunki zmieniaj膮ce si臋 podczas jazdy z punktu widzenia kierowcy” – wyja艣ni艂 Fabian Klausmann z dzia艂u rozwoju do艣wiadcze艅 kierowcy. Tutejsi kierowcy testowi to nie tylko specjali艣ci, ale tak偶e osoby spoza kr臋gu ekspertów. Umo偶liwia to szczegó艂owe zbadanie wszystkich interakcji pomi臋dzy kierowc膮 a pojazdem i pozwala na selektywn膮 optymalizacj臋 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 pe艂ni elektrycznego Porsche Macan – w niektórych przypadkach r臋cznie albo przy u偶yciu specjalnych narz臋dzi. Pó藕niej, w oparciu o rezultaty wirtualnego procesu „szlifowania”, b臋d膮 one regularnie modyfikowane. I odwrotnie: wyniki testów drogowych zostan膮 bezpo艣rednio uwzgl臋dnione w cyfrowym rozwoju. „Aby konstrukcja pojazdu, stabilno艣膰 dzia艂ania oraz niezawodno艣膰 osprz臋tu, oprogramowania i wszystkich funkcji spe艂nia艂y nasze standardy wysokiej jako艣ci, nadal niezb臋dne s膮 testy wytrzyma艂o艣ciowe w rzeczywistych warunkach, na zamkni臋tych obiektach oraz na drogach publicznych” – powiedzia艂 Michael Steiner, cz艂onek zarz膮du. Wymagaj膮cy program testów w pe艂ni elektrycznego Porsche Macan, prowadzony w ekstremalnych warunkach klimatycznych i topograficznych, obejmuje dyscypliny takie jak 艂adowanie oraz monitoring pracy wysokonapi臋ciowego akumulatora, który musi spe艂nia膰 bardzo rygorystyczne normy. „Podobnie jak Taycan, w pe艂ni elektryczny Macan z architektur膮 800 V b臋dzie oferowa艂 osi膮gi typowe dla Porsche – czyli Porsche E-Performance” – obieca艂 Steiner, odnosz膮c si臋 do celów rozwojowych ustanowionych dla nowego samochodu, takich jak zasi臋g na dalekich dystansach, szybkie 艂adowanie oraz powtarzalne osi膮gi, które maj膮 by膰 najlepsze w klasie: „Ca艂kowicie elektryczny Macan b臋dzie najbardziej sportowym modelem w swoim segmencie”.
Elastyczno艣膰 na przysz艂o艣膰: kolejny nowy Macan z silnikiem spalinowym
Wprowadzenie na rynek w pe艂ni elektrycznego Porsche Macan – pierwszego modelu Porsche zbudowanego na platformie Premium Platform Electric (PPE) – zaplanowano na 2023 rok. Producent sportowych aut w elastyczny sposób przygotowuje si臋 jednak do przej艣cia na 100-procentow膮 elektromobilno艣膰. „W Europie popyt na pojazdy elektryczne nadal ro艣nie, ale na ca艂ym 艣wiecie tempo zmian jest bardzo zró偶nicowane. Dlatego w 2021 r. zamierzamy zaprezentowa膰 kolejnego konwencjonalnego nast臋pc臋 obecnego Porsche Macan” – powiedzia艂 Michael Steiner. W przysz艂o艣ci nowe warianty z silnikiem spalinowym b臋d膮 oferowane obok ca艂kowicie elektrycznego Porsche Macan. Ale do tego czasu musi on pokona膰 jeszcze miliony testowych kilometrów – zarówno w prawdziwych warunkach, jak i w wirtualnej przestrzeni.