Nová elektrická ulica Cayenne-Pepper a Mangue-Chaude saiu.

Pri vývoji Cayenne Electric sa Porsche viac ako kedykoľvek predtým spolieha na digitálne testovanie. Ľudský faktor je však stále nevyhnutný: počas záverečných testovacích jázd inžinieri posúvajú SUV na hranicu jeho možností. A to sa deje v extrémnych poveternostných podmienkach, od mrazu až po veľmi vysoké teploty magazin de piese auto online.

Nová elektrická ulica Cayenne-Pepper a Mangue-Chaude saiu.

Vývoj vo virtuálnom prostredí sa analyzuje z hľadiska jeho pripravenosti na reálne použitie. Porsche ukazuje, ako digitálna transformácia a inžinierske znalosti spolupracujú pri vytváraní nového Cayenne Electric. Nové plne elektrické SUV bude predstavené koncom roka a následne bude ponúkané popri súčasnom modelovom rade so spaľovacími motormi a hybridnými pohonmi. „Bol to prvý projekt, v ktorom sme prešli priamo od digitálneho testovania celého vozidla k predsériovej výrobe,“ vysvetľuje Dr. Michael Steiner, viceprezident a člen výkonnej rady pre výskum a vývoj. Fáza „konštruktívneho“ testovania, ktorá využíva individuálne vyrobené prototypy, už nebola potrebná, pretože približne 120 testovacích vozidiel, ktorých výroba trvá veľa času, bolo z veľkej časti nahradených digitálnymi ekvivalentmi. Inžinieri posielali virtuálne prototypy na digitálne testovacie jazdy už od fázy návrhu.

Simulácia a umelá inteligencia radikálne zmenili – a skrátili – testovanie vozidiel. Sú založené na troch hlavných smeroch: presne digitalizované trasy od jazdy na Nürburgringu až po každodennú premávku, desaťročia skúseností inžinierov z Weissachu z terénnych testov a výrazne zvýšený výpočtový výkon moderných simulačných systémov v reálnom čase. To umožnilo inžinierom nielen virtuálne vizualizovať Cayenne, ale aj ho priamo otestovať vo virtuálnom prostredí. Vo fáze vývoja, v ktorej sú komponenty spočiatku dostupné v digitálnej forme, a preto ich možno ľahko upravovať, experti použili virtuálnu realitu (VR) na vykonanie počiatočných testov budúcej generácie modelov SUV. Výsledky digitálnych testov boli neskôr overené skúšobnými testami reálnych, fyzických komponentov.

Na tento účel bolo vyvinuté úplne nové kombinované testovacie zariadenie. Umožňuje spoločné testovanie pohonu, batérie, systému riadenia energie a nabíjania v reálnych podmienkach. Štyri výkonné synchrónne elektromotory na testovacom zariadení je možné naprogramovať tak, aby presne simulovali rôzne podmienky na vozovke, odpor počas zrýchlenia a sily, ktoré vznikajú počas rekuperácie a brzdenia. „Stroje sú také zložité, že dokážeme napodobniť dokonca rôzne asfaltové povrchy alebo šmyk pneumatík,“ poznamenáva inžinier Markus Junige. Je možné tiež plne simulovať podmienky prostredia.

„Naše testovacie programy sú jedinečné, čo sa týka požiadaviek,“ dodáva Junige. Pôsobivým príkladom je kolo Nordschleife na Nürburgringu, ktoré je názornou ukážkou hraníc možností. Vstupné údaje poskytuje virtuálny prototyp a všetky simulované parametre sa v reálnom čase zadávajú do kombinovanej testovacej lavice. „Za každých podmienok musí auto vždy poskytovať plný výkon hneď, ako si ho vodič vyžiada,“ poznamenáva Junige. Takéto rýchle generovanie maximálneho výkonu je obzvlášť stresujúce pre systémy tepelného manažmentu auta s takými vysokými dynamickými vlastnosťami: aby sa batéria za každých podmienok dosiahla optimálna teplota, musia byť vykurovacie a chladiace systémy výkonnejšie ako v akomkoľvek elektrickom Porsche doteraz. Kedykoľvek počas kola na Nürburgringu sa hodnoty namerané na kombinovanej testovacej lavice porovnávajú s hodnotami, ktoré boli predtým vypočítané pre digitálne dvojča. To potvrdzuje, že simulácia je teraz taká presná, že po obdržaní výsledkov fyzikálnych testov takmer neexistujú žiadne odchýlky, ktoré by bolo potrebné korigovať.

Bez ohľadu na to, aká presná je simulácia, finálne ladenie stále vykonávajú ľudia. „V skutočnosti môžu posledné úpravy dokončiť iba ľudia,“ poznamenáva Sascha Niesen, vedúci tímu pre testovanie vozidiel vo vývojovom centre Porsche vo Weissachu. Dôležitosť skúseností testovacích jazdcov pri dokonalom vyvážení jazdnej dynamiky a stratégií riadenia je obzvlášť zrejmá na pretekárskej trati. Či už v meste, na diaľnici alebo v teréne, Cayenne Electric sa testuje vo všetkých realistických prevádzkových scenároch. Osobitná pozornosť sa kladie na riadenie nabíjania. „Bez ohľadu na to, ako sa Cayenne riadi pred zastavením, musí byť vždy pripravený na rýchle nabíjanie,“ vysvetľuje Junige. Vozidlo zohľadňuje aj dopravné zápchy, aby optimálne využilo energiu.

Testovanie v extrémnych poveternostných podmienkach predstavuje mimoriadnu výzvu. V horúcich oblastiach, ako sú štáty Perzského zálivu alebo Údolie smrti v USA, musela okrem iného klimatizácia a tepelný manažment batérie a pohonného systému podstúpiť náročné funkčné testy pri teplotách až do 50 stupňov Celzia. V Škandinávii, kde teploty dosahujú mínus 35 stupňov Celzia, zahŕňal testovací program predprodukčných vozidiel studený štart, klimatizáciu, trakciu, riadenie a brzdenie a funkčnosť riadiacich systémov súvisiacich s jazdnou dynamikou. V oboch klimatických extrémoch musel byť Cayenne Electric schopný rýchlo a bezproblémovo sa nabíjať – sotva ktorý iný výrobca požaduje od svojich vozidiel viac ako Porsche.

Záťažové testy simulujú životnosť auta v tak náročných podmienkach, že by ich zákazníci vyskúšali len ako poslednú možnosť. V každodenných podmienkach vozidlá najazdia v striedavých intervaloch počas niekoľkých mesiacov viac ako 150 000 kilometrov – v mestskej premávke, na vidieckych cestách aj na diaľniciach.

Od laboratórií pre nárazové testy a vytrvalostných tratí až po testy v extrémnych podmienkach – kombinácia digitálnej prípravy a testovania v reálnom svete dokazuje svoju účinnosť vo všetkých oblastiach. Vďaka nej je proces vývoja presnejší a efektívnejší. V porovnaní s konvenčnou vývojovou stratégiou sa čas vývoja modelu Cayenne Electric skrátil o 20 %. Zároveň sú najmodernejšie virtuálne testy vďaka zníženej spotrebe materiálu aj efektívnejšie z hľadiska zdrojov.

Autodiely AutoPower
Autodiely AutoPower

Vývoj vo virtuálnom prostredí sa analyzuje z hľadiska jeho pripravenosti na reálne použitie

Simulácia a umelá inteligencia radikálne zmenili – a skrátili – testovanie vozidiel