(video) Cayenne Electric – primul Porsche trecut direct de la testarea digitală la producția pre-serie
În dezvoltarea noului Cayenne Electric, Porsche se bazează mai mult ca niciodată pe testarea digitală. Totuși, factorul uman rămâne indispensabil: în timpul testelor finale care au loc în aceste momente, inginerii împing SUV-ul la limitele sale – în frig extrem și căldură toridă.
Dezvoltat virtual, validat în realitate: Porsche demonstrează cum transformarea digitală și expertiza în inginerie colaborează pentru noul Cayenne Electric. Noul SUV complet electric va fi dezvăluit spre sfârșitul anului și va fi oferit alături de modelele actuale cu motor cu combustie și hibride.
„Acest proiect a fost primul în care am trecut direct de la testarea digitală a întregului vehicul la producția pre-serie”, explică Dr. Michael Steiner, vicepreședinte al consiliului de administrație și membru al consiliului executiv pentru Cercetare și Dezvoltare.
Eliminarea prototipurilor fizice tradiționale
Etapa de „construcție” a testării, care utilizează prototipuri construite individual, nu a mai fost necesară, deoarece aproximativ 120 de vehicule de test, care consumă mult timp pentru construcție, au fost înlocuite în mare parte de echivalente digitale.
Inginerii au trimis prototipuri virtuale în teste digitale încă din faza de proiectare. Teste inițiale ale componentelor au fost efectuate virtual. Iar simularea și inteligența artificială au schimbat radical procesele și a scurtat timpii de testare a vehiculelor.
Procesele se bazează pe trei piloni: rute digitalizate precis, de la Nürburgring la traficul cotidian; experiența de decenii a inginerilor din Weissach în testarea pe teren; puterea de calcul crescută semnificativ a sistemelor moderne pentru simulări în timp real.
Soluțiile de ultimă oră au permis inginerilor nu doar să vizualizeze Cayenne-ul în mediu virtual, ci să-l testeze direct într-un mediu virtual! În faza de dezvoltare în care componentele sunt inițial disponibile în formă digitală și pot fi modificate ușor, experții au folosit realitatea virtuală (VR) pentru a efectua teste inițiale ale generației viitoare de SUV-uri.
Bancul de probă compozit: simulare avansată a condițiilor reale
Rezultatele testelor digitale au fost ulterior verificate cu teste fizice pe standuri de probă ale componentelor reale. Un banc de probă compozit de ultimă generație și complet nou a fost dezvoltat în acest scop. Această platformă permite testarea împreună a sistemului de propulsie, bateriei, managementului energetic și sistemelor de încărcare sub condiții realiste.
Bancul de probă are patru motoare sincron puternice care pot fi programate pentru a simula precis diferite condiții de drum, rezistența la accelerare și forțele experimentate în timpul recuperării și frânării. „Mașinile sunt atât de sofisticate încât putem afișa chiar și suprafețe diferite de asfalt sau alunecarea anvelopelor”, spune inginerul Marcus Junige.
De asemenea, condițiile de mediu pot fi simulate complet și poate fi făcută o comparație permanentă cu geamănul digital. „Programele noastre de testare sunt unice în ceea ce privește cerințele lor”, adaugă Junige. Un exemplu spectaculos este un tur al Nürburgring-Nordschleife – la limită. Informațiile de intrare pentru aceasta sunt furnizate de prototipul virtual. Toate impulsurile simulate sunt ”hrănite” în bancul de probă compozit în timp real.
„Sub toate condițiile, vehiculul trebuie să livreze putere maximă imediat ce șoferul o cere”, declară Junige. Această eliberare maximă de putere este deosebit de solicitantă pentru managementul termic al vehiculului de înaltă performanță: pentru a condiționa bateria optim sub toate condițiile, sistemele de încălzire și răcire sunt mai puternice decât în orice Porsche electric anterior. În fiecare moment al turului de la Nürburgring, valorile măsurate pe bancul de probă sunt comparate cu cele calculate anterior pentru geamănul digital. Acest lucru a confirmat că simularea este acum atât de precisă încât există aproape nicio abatere care trebuie corectată după obținerea rezultatelor testelor fizice.
Testare umană: ajustări finale și scenarii reale
Cât de precisă nu ar fi simularea, ajustarea finală se face încă de către oameni. „În realitate, doar oamenii pot efectua retușurile finale”, spune Sascha Niesen, șeful echipei de testare generală a vehiculului la Centrul de Dezvoltare Porsche din Weissach.
Importanța experienței șoferilor de test în echilibrarea perfectă a dinamicii de condus și strategiilor de control este deosebit de evidentă pe circuite. Fie în oraș, pe autostradă sau off-road, Cayenne Electric este testat în toate scenariile de utilizare realiste. Un accent deosebit este pus pe managementul încărcării. „Indiferent cum este condus Cayenne-ul înainte de oprire, trebuie să fie întotdeauna condiționat pentru încărcare rapidă”, explică Junige. Chiar și ambuteiajele sunt luate în considerare de vehicul pentru a utiliza optim energia.
Testele sub condiții climatice extreme reprezintă o altă provocare deosebită. În regiuni fierbinți precum statele din Golf sau Death Valley din SUA, controlul climei și managementul termic al bateriei și sistemului de propulsie, printre altele, au trecut prin teste funcționale solicitante la temperaturi de până la 50 de grade Celsius. În Scandinavia, unde temperaturile ajung la minus 35 de grade Celsius, pornirile la rece, controlul climei, tracțiunea, manevrabilitatea și comportamentul la frânare, precum și performanța sistemelor de control legate de dinamica de condus au fost în programul de testare pentru vehiculele pre-producție.
Și în ambele extreme climatice, Cayenne Electric a trebuit să poată încărca rapid fără probleme – aproape niciun alt producător nu cere mai mult de la vehiculele sale decât Porsche.
Teste de anduranță: simularea vieții vehiculului
Testele de anduranță simulează viața unui vehicul sub condiții atât de dure încât clienții le-ar experimenta doar în situații extreme. Sub condiții obișnuite, vehiculele parcurg peste 150.000 de kilometri în ture în câteva luni – în trafic urban, pe drumuri de țară și pe autostrăzi.
Din laboratoare de crash teste și curse de anduranță la testare sub condiții extreme – combinația de pregătire digitală și testare în lumea reală își dovedește valoarea în toate domeniile. Aceasta face procesul de dezvoltare mai precis și mai eficient.
Comparativ cu o strategie de dezvoltare tradițională, timpul pentru dezvoltarea noului Cayenne Electric a fost redus cu 20%. Totodată, testarea virtuală de ultimă generație este mai eficientă în resurse, datorită consumului redus de materiale.
Cmentariile sunt închise