P21_0237

Prototipi popolnoma električnega Macana: med digitalnim in realnim svetom

Porsche stavi na virtualni razvoj in fizične vzdržljivostne preizkuse

Stuttgart/Weissach (Nemčija). Popolnoma električni Macan je zrel, da zapelje na cesto: po prvih testnih vožnjah na testnem poligonu Porschejevega razvojnega centra v Weissachu dobro zamaskirani prototipi naslednje generacije kompaktnega SUV-ja prvič zapuščajo območje tovarne. “Začenja se preizkus v resničnem okolju – eden najpomembnejših mejnikov v razvojnem procesu,” je povedal direktor raziskav in razvoja pri Porsche AG Michael Steiner. Do prihoda popolnoma električnega Macana na trg leta 2023 bo imel model za sabo okoli tri milijone testnih kilometrov, prevoženih po vsem svetu v različnih razmerah. Poleg tega so pri prototipih že upoštevane izkušnje z nešteto testnimi kilometri, prevoženimi v virtualnem okolju.

P21_0248
Digitalni razvoj in preizkušanje ne le prihranita čas in stroške, ampak sta tudi varčna z viri in zato prijazna do okolja. Namesto pravih vozil inženirji uporabljajo digitalne prototipe – računske modele, ki izjemno natančno posnemajo lastnosti, sisteme in agregate vozila. Nastalo je 20 digitalnih prototipov za simulacije v različnih razvojnih kategorijah, kot so aerodinamika, upravljanje energije, upravljanje vozila in akustika. “Redno povezujemo podatke posameznih oddelkov in s tem gradimo karseda podrobno, celostno zasnovano virtualno vozilo,” je pojasnil vodja Porschejeve ekipe za digitalne prototipe dr. Andreas Huber. Tako je mogoče hitro prepoznati in rešiti dotlej skrite konstrukcijske neskladnosti.
Prvi inženirji, ki so si začeli pomagati z digitalnim prototipom, so strokovnjaki za aerodinamiko. “Že ob začetku projekta pred približno štirimi leti smo začeli delati z aerodinamskim modelom,” je povedal vodja razvoja aerodinamike dr. Thomas Wiegand. Nizek zračni upor je za popolnoma električni Macan osrednjega pomena, saj omogoča večji doseg. Že majhne spremembe v pretoku zraka lahko opazno vplivajo na doseg. Inženirji zato z uporabo simulacije trenutno še izpopolnjujejo detajle, na primer odprtine za zajemanje zraka. Pri izračunih ne upoštevajo le različne razporeditve komponent, temveč tudi temperaturne razlike, ki se pojavljajo v realnosti.
Virtualni testi z novim prikaznim in upravljalnim sistemom

P21_0242
Nove metode zdaj omogočajo zelo precizno simulacijo aero in termodinamike. “Pri razvoju popolnoma električnega Macana je digitalni svet nepogrešljiv,” je poudaril strokovnjak za aerodinamiko Wiegand. Električni pogonski sistem od baterije do motorja zahteva povem samostojen koncept hlajenja in temperiranja, ki je bistveno drugačen kot pri vozilu s klasičnim pogonom. Pri motorjih z notranjim zgorevanjem si prizadevamo za temperaturno okno od 90 do 120 stopinj, medtem ko je za električni pogon, močnostno elektroniko in visokonapetostno baterijo (odvisno od komponent) potreben razpon od 20 do 70 stopinj. Kritični scenariji pri tem ne nastopijo med vožnjo, temveč pri hitrem polnjenju z visoko močjo pri visokih zunanjih temperaturah. Vendar lahko Porschejevi razvojniki natančno izračunajo in digitalno optimizirajo položaj posamezne komponente, pretok zraka in temperaturo.
Virtualne prototipe je mogoče že v zgodnji fazi kombinirati z realnim okoljem. Najboljši primer: razvoj povsem novega prikazovalnega in upravljalnega koncepta za naslednjo generacijo Macana. Z uporabo natančnega fizičnega modela notranjosti vozila je mogoče v kombinaciji z digitalnim prototipom prikazovalni in upravljalni koncept verodostojno predstaviti že v zgodnji razvojni fazi. “S simulacijo lahko ocenjujemo prikaze, postopke upravljanja in spreminjajoče se pogoje med vožnjo z vidika voznika,” je pojasnil Fabian Klausmann iz razvojnega oddelka Driver Experience. “Testni vozniki” pri tem niso le strokovnjaki sami, temveč tudi posamezniki, ki nimajo povezave s stroko. Tako je mogoče podrobno raziskati in načrtno optimizirati vse interakcije med voznikom in vozilom še pred izdelavo prve fizične armaturne plošče.

P21_0238
Razvojni cilj: najbolj športni model v segmentu
Na podlagi pridobljenih podatkov so bili izdelani prvi fizični prototipi popolnoma električnega Macana – deloma z zahtevnim ročnim delom, deloma s posebnim orodjem. Inženirji prototipe redno izboljšujejo glede na virtualno izpopolnjevanje. V nasprotni smeri pa spoznanja iz preizkušanja na cesti vnašajo neposredno v digitalni razvojni proces. “Preizkušanje vzdržljivosti vozila na zaprtih testnih poligonih in javnih cestah v realnih razmerah pa je še vedno nepogrešljivo, če želimo zagotoviti, da bodo struktura vozila, stabilnost delovanja ter zanesljivost strojne opreme, program¬ske opreme in vseh funkcij ustrezale našim visokim merilom kakovosti,” je razložil direktor razvoja Michael Steiner. Zahtevni program testiranj v mejnih klimatskih in topografskih pogojih pri popolnoma električnem Macanu med drugim vključuje procese, kot so polnjenje in kondicioniranje visokonapetostne baterije. Ta mora izpolnjevati visoke zahteve. “Popolnoma električni Macan s svojo 800-voltno arhitekturo se bo tako kot Taycan ponašal z električno zmogljivostjo, značilno za znamko Porsche,” je zagotovil Steiner in med razvojnimi cilji med drugim navedel doseg za dolge relacije, visokozmogljivo hitro polnjenje in ponovljive vozne zmoglji¬vosti, ki bodo najboljše v tem avtomobilskem razredu: “Popolnoma električni Macan bo najbolj športni model v svojem segmentu.”
Prilagodljivo v prihodnost: nov Macan z motorjem z notranjim zgorevanjem

P21_0245_a5_rgb
Popolnoma električni Macan, ki bo kot prvi Porsche zasnovan na platformi PPE (Premium Platform Electric), bo na trg prišel predvidoma leta 2023. S prehodom na popolnoma električno mobilnost se Porsche spoprijema zelo prilagodljivo. “V Evropi povpraševanje po električnih vozilih nenehno raste. Tempo razvoja v zvezi z elektromobilnostjo drugod po svetu pa je različen. Zato bomo v letu 2021 predstavili še enega naslednika aktualnega Macana s klasičnim pogonom,” je napovedal Michael Steiner. Novi modeli Macana z motorjem z notranjim zgorevanjem bodo v ponudbi vzporedno s popolnoma električnim Macanom. A preden bo ta prišel na trg, mora prevoziti še milijone testnih kilometrov – realno in virtualno.

Comments

comments