Porsche Cayenne Electric преминава многобройни екстремни реални и виртуални тестове

При разработването на Cayenne Electric, Porsche разчита повече от всякога на дигиталните тестове. Въпреки това, човешкият фактор все още е незаменим: по време на финалните тестови шофирания, инженерите предизвикват възможностите на SUV модела, така че да достигне своите граници. И това се случва в условия на климатични крайности, от мразовит студ до много високи температури.

Разработките във виртуална среда се анализират относно готовност за експлоатация в реалния живот. Porsche показва как дигиталната трансформация и експертният инженерен опит функционират заедно при създаването на новия Cayenne Electric. Новият изцяло електрически SUV модел ще бъде представен към края на годината и след това ще се предлага заедно с настоящата линия от модели с двигатели с вътрешно горене и хибридни задвижвания. „Това бе първият проект, при който преминахме директно от дигитално тестване на целия автомобил към предсерийно производство“, обяснява д-р Михаел Щайнер, заместник-председател и член на Изпълнителния съвет за изследвания и разработки. „Конструктивният“ етап на тестването, който използва индивидуално изградени прототипи, вече не беше необходим, тъй като около 120-те тестови автомобила, чието изграждане отнема много време, бяха до голяма степен заменени от дигитални еквиваленти. Инженерите изпратиха виртуални прототипи на дигитални тестови шофирания още във фазата на проектиране.

Първоначалните тестове на компонентите са проведени виртуално

Симулацията и изкуственият интелект радикално промениха – и съкратиха – тестовете на автомобилите. Те се базират на три основни насоки: прецизно дигитализирани маршрути, вариращи от шофиране на пистата Нюрбургринг до ежедневен трафик, десетилетията опит на инженерите от Вайсах от полеви тестове, и значително увеличената изчислителна мощност на съвременните системи за симулации в реално време. Това позволи 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 дигитален вид и следователно могат лесно да бъдат модифицирани, експертите използваха виртуална реалност (VR), за да извършат първоначални тестове на бъдещото поколение SUV модели. Резултатите от дигиталните тестове по-късно бяха верифицирани с тестове на стенд на реални, физически компоненти.

Високотехнологичен комбиниран тестови стенд симулира реални натоварвания

За тази цел е разработен изцяло нов комбиниран тестови стенд. Той позволява задвижването, батерията, системите за управление на енергията и зареждане да бъдат тествани съвместно, при реалистични условия. Четирите мощни синхронни електрически мотора на тестовия стенд могат да бъдат програмирани за работа по такъв начин, че да симулират прецизно различни пътни условия, съпротивление при ускорение и сили, възникнали по време на рекуперация и спиране. „Машините са толкова сложни, че можем дори да имитираме различни асфалтови настилки или приплъзване на гумите“, отбелязва инженерът Маркус Юниге. Условията на околната среда също могат да бъдат напълно симулирани.

Постоянно сравнение с дигиталния близнак

„Нашите тестови програми са уникални по отношение на изискванията“, допълва Юниге. Впечатляващ пример е обиколка на Северната дъга на Нюрбургринг, която е ярка демонстрация на границата на възможностите. Входните данни за това се осигуряват от виртуалния прототип и всички симулирани параметри се подават към комбинирания тестови стенд в реално време. „При всякакви условия автомобилът трябва винаги да осигури пълна мощност веднага щом водачът поиска това“, отбелязва Юниге. Такова бързо генериране на максимална мощност е особено стресиращо за системите за топлинен контрол на автомобил с толкова високи динамични качества: за да се приведе батерията в оптимален температурен режим при всякакви условия, отоплителните и охладителните системи трябва да са по-мощни, отколкото във всяко досегашно електрическо Porsche. Във всеки момент по време на обиколката на Нюрбургринг, стойностите, измерени на комбинирания тестови стенд, се сравняват с тези, изчислени преди това за дигиталния близнак. Това потвърждава, че симулацията вече е толкова точна, че почти няма отклонения, които да се нуждаят от коригиране след получаване на резултатите от физическите тестове.

Тестване на границата на възможностите и във всякакви ситуации

Колкото и прецизна да е симулацията, финалната настройка все още се извършва от хора. „В действителност само хората могат да завършат финалните щрихи“, отбелязва Саша Нийзен, ръководител на екипа по цялостно тестване на автомобили в Центъра за развойна работа на Porsche във Вайсах. Значението на опита на тестовите пилоти за перфектно балансиране на динамиката на шофиране и стратегиите за управление е особено очевидно на състезателните писти. Независимо дали става дума за движение в града, на магистралата или извън пътя, Cayenne Electric се тества във всички реалистични сценарии на експлоатация. Особен фокус е поставен върху управлението на зареждането. „Без значение как се управлява Cayenne преди спиране, той винаги трябва да бъде подготвен за бързо зареждане“, обяснява Юниге. Дори задръстванията се вземат предвид от автомобила, за да се използва по оптимален начин енергията.

Тестовете при екстремни климатични условия представляват особено предизвикателство. В горещи региони като държавите около Персийския залив или Долината на смъртта в САЩ, климатичният контрол и топлинното управление на батерията и задвижващата система, наред с други неща, трябваше да преминат през взискателни функционални тестове при температури до 50 градуса по Целзий. В Скандинавия, където температурите достигат минус 35 градуса по Целзий, част от тестовата програма на предпроизводствените автомобили бяха студеното стартиране, климатичният контрол, сцеплението, поведението при управление и спиране, както и работната функционалност на системите за управление, свързани с динамиката на шофиране. И в двата климатични екстремума Cayenne Electric трябваше да може да се зарежда бързо и без проблеми – едва ли друг производител изисква повече от своите автомобили от Porsche.

По-голяма прецизност, по-малко ресурси, по-ефективно развитие

Тестовете за издръжливост симулират живота на автомобил при условия, толкова тежки, че клиентите биха ги изпитали само в краен случай. При ежедневни условия превозните средства изминават над 150 000 километра на смени в рамките на няколко месеца – в градски трафик, по селски пътища и по магистрали.

От лаборатории за краш тестове и писти за издръжливост до тестове при екстремни условия – комбинацията от дигитална подготовка и реални тестове доказва своята ефективност във всички области. Тя прави процеса на разработка по-прецизен и ефективен. В сравнение с конвенционалната стратегия за развойна работа, срокът за разработване на Cayenne Electric е намален с 20%. В същото време, най-съвременните виртуални тестове са и по-ефективни от гледна точка на ресурсите, благодарение на намалената консумация на материали.