Електрическият Porsche Cayenne: Тестове до краен предел, виртуално и в реалността

При разработката на електрическия Cayenne, Porsche разчита повече от всякога на дигитални тестове. Човешкият фактор обаче остава незаменим: по време на финалните пътни изпитания инженерите подлагат SUV модела на екстремни натоварвания – както в сковаващ студ, така и в изпепеляваща жега.

Разработен виртуално, доказан в реалния свят: Porsche демонстрира как дигиталната трансформация и инженерният опит работят в синхрон при новия електрически Cayenne. Очаква се новият изцяло електрически SUV да бъде представен към края на годината, след което ще се предлага успоредно с настоящите модели с двигатели с вътрешно горене и хибридни варианти.

Д-р Михаел Щайнер, заместник-председател и член на изпълнителния борд за изследвания и разработки, обясни, че това е първият проект, при който компанията преминава директно от дигитални тестове на целия автомобил към предсерийно производство.

Етапът на „изграждане“, който използва индивидуално сглобени прототипи, вече не е бил необходим. Около 120 тестови автомобила, чието създаване отнема много време, са заменени до голяма степен от дигитални еквиваленти. Инженерите са изпращали виртуални прототипи на дигитални тестови шофирания още по време на фазата на проектиране.

Първоначални тестове на компоненти, извършени виртуално

Симулациите и изкуственият интелект променят из основи и същевременно съкращават процеса по тестване на автомобили. Този подход се основава на три стълба: прецизно дигитализирани маршрути, вариращи от „Нюрбургринг“ до ежедневно градско движение; десетилетния опит на инженерите от Вайсах от полеви изпитания; и значително увеличената изчислителна мощ на модерните системи за симулации в реално време.

Това е позволило на инженерите не само да визуализират Cayenne виртуално, но и да го тестват директно във виртуална среда. Във фаза на разработка, в която компонентите първоначално са налични в дигитална форма и следователно могат лесно да бъдат модифицирани, експертите са използвали виртуална реалност (VR) за извършване на първите тестове на бъдещото поколение на SUV модела. Резултатите от дигиталните изпитания по-късно са проверени с тестове на стенд с реални, физически компоненти.

Модерен композитен стенд симулира реални натоварвания

За тази цел е разработен изцяло нов композитен тестов стенд. Той позволява задвижването, батерията, системите за управление на енергията и зареждането да бъдат тествани заедно при реалистични условия.

Четирите мощни синхронни двигателя на стенда могат да бъдат програмирани така, че да симулират прецизно различни пътни условия, съпротивление при ускорение и силите, изпитвани при генериране на енергия от спиране.

Инженер Маркус Юниге сподели, че машините са толкова усъвършенствани, че могат дори да пресъздадат различни асфалтови настилки или приплъзване на гумите. Условията на околната среда също могат да бъдат напълно симулирани.

Постоянно сравнение с дигиталния двойник

Маркус Юниге отбеляза, че тестовите програми на компанията са уникални по отношение на своите изисквания. Зрелищен пример е обиколка на „Нюрбургринг-Нордшлайфе“ – на самия предел на възможностите. Данните за това се предоставят от виртуалния прототип. Всички симулирани импулси се подават към композитния тестов стенд в реално време. Според Юниге, при всякакви условия автомобилът трябва винаги да предоставя пълна мощност, веднага щом водачът я поиска.

Това максимално отдаване на мощност е особено натоварващо за термоуправлението на високопроизводителния автомобил. За да се поддържа батерията в оптимално състояние при всякакви условия, системите за отопление и охлаждане са по-мощни от тези във всеки предишен електрически модел на Porsche.

Във всяка точка от обиколката на „Нюрбургринг“ измерените на стенда стойности се сравняват с предварително изчислените за дигиталния двойник. Това потвърждава, че симулацията вече е толкова точна, че почти няма отклонения, които да се нуждаят от корекция след получаване на физическите резултати.

Тестване на предела и във всякакви ситуации

Колкото и прецизна да е симулацията, финалните настройки все още се правят от хора. Саша Низен, ръководител на екипа за цялостни тестове на автомобили в развойния център на Porsche във Вайсах, заяви, че в действителност само човек може да извърши финалните настройки.

Значението на опита на тестовите пилоти за перфектното балансиране на динамиката на шофиране и стратегиите за управление е особено видно на състезателните писти. Независимо дали в града, по магистрала или извън пътя, електрическият Cayenne се тества във всички реалистични сценарии на употреба. Специален фокус е поставен върху управлението на процеса на зареждане.

Маркус Юниге обясни, че независимо как е каран Cayenne преди спиране, той винаги трябва да бъде подготвен за бързо зареждане. Автомобилът дори взима предвид задръстванията, за да използва енергията оптимално.

Тестовете при екстремни климатични условия представляват особено предизвикателство. В горещи региони като държавите от Персийския залив или Долината на смъртта в САЩ, климатичната система и термоуправлението на батерията и задвижването трябваше да преминат през тежки функционални тестове при температури до 50 градуса по Целзий. В Скандинавия, където температурите достигат минус 35 градуса, в тестовата програма за предсерийните автомобили влизаха студено стартиране, климатизация, сцепление, управляемост, поведение при спиране и работа на системите за контрол на динамиката. И в двете климатични крайности, електрическият Cayenne трябваше да може да се зарежда бързо и безпроблемно.

По-голяма прецизност, по-малко ресурси, по-ефективна разработка

Тестовете за издръжливост симулират живота на автомобила в толкова тежки условия, каквито клиентите биха изпитали само в екстремни ситуации. При ежедневни условия автомобилите изминават над 150 000 километра на смени в рамките на няколко месеца – в градски трафик, по междуградски пътища и по магистрали.

От краш лаборатории и тестове за издръжливост до изпитания в екстремни условия – комбинацията от дигитална подготовка и тестове в реалния свят доказва своята стойност във всички области. Тя прави процеса на разработка по-прецизен и ефективен. В сравнение с конвенционалната стратегия, времевата рамка за разработката на електрическия Cayenne е намалена с 20 процента.

В същото време модерните виртуални тестове са и по-ефективни от гледна точка на ресурсите, благодарение на намаления разход на материали.