Новий електричний Cayenne випробовують в екстремальних умовах – реальних і віртуальних

Porsche, під час розробки нового електричного Cayenne, активно здійснює цифрові випробування. Людський фактор залишається незамінним: під час фінальних тест-драйвів інженери перевіряють можливості SUV як у мороз, так і в палючу спеку.

Розроблений віртуально, перевірений у реальному житті: Porsche демонструє, як цифрові технології та інженерний досвід поєднуються у новому Cayenne. Повністю електричний SUV презентують ближче до кінця року. Авто буде доступне паралельно з актуальними моделями із ДВЗ та гібридами.

«Цей проєкт став першим, коли був здійснений перехід від цифрових випробувань автомобіля до передсерійного виробництва», — пояснює доктор Міхаель Штайнер, заступник голови й член Виконавчої ради з питань досліджень і розробок. Завдяки цьому етап «конструювання» випробувань, на якому використовуються індивідуально побудовані прототипи, більше непотрібний. Приблизно 120 тестових автомобілів, на виготовлення яких потрібно багато часу, були здебільшого замінені цифровими аналогами. Інженери відправляли віртуальні прототипи на цифрові тест-драйви ще на етапі проєктування.

Перші віртуальні випробування компонентів

Моделювання та використання ШІ кардинально скоротили процес випробування автомобілів. Це базується на трьох складниках: точно зацифровані маршрути – від Нюрбургринга до міських доріг; багаторічний досвід інженерів із Вайссаха у проведенні польових випробувань; зростання обчислювальної потужності сучасних систем для моделювання у реальному часі. Інженерам вдалося візуалізувати Cayenne віртуально і випробувати його безпосередньо у віртуальному середовищі. На етапі розробки, коли компоненти спочатку доступні в цифровому вигляді та їх легко модифікувати, експерти використовували віртуальну реальність (VR). Далі відбулися перші випробування наступного покоління позашляховиків. Результати цифрових тестів пізніше підтвердили стендовими випробуваннями реальних фізичних компонентів.

Сучасний випробувальний стенд для композитних матеріалів імітує реальні навантаження

Porshe створила абсолютно новий випробувальний стенд для композитних матеріалів. Він дозволяє випробовувати привод, акумулятор, системи управління енергоспоживанням і заряджання у реалістичних умовах. Чотири синхронні електродвигуни нового стенда запрограмовані з точною імітацією різних дорожніх умов: від опору при прискоренні до сили при рекуперації та гальмуванні. «Машини настільки досконалі, що можна навіть імітувати різні поверхні асфальту або ковзання шин», — зазначає інженер Маркус Юніге. Також стенд може повністю відтворювати умови навколишнього середовища.

Порівняння з цифровим двійником

М.Юніге розповідає, що програми тестування мають унікальні вимоги. Прикладом є коло на трасі Нюрбургринг-Нордшляйфе – на межі можливостей. Вихідні дані для цього надаються віртуальним прототипом. Усі імітовані імпульси надходять на випробувальний стенд у режимі реального часу. За будь-яких умов автомобіль завжди повинен працювати на повну потужність, щойно цього вимагатиме водій. Така віддача потужності особливо навантажує систему терморегулювання авто: щоб забезпечити оптимальну температуру за будь-яких умов, системи обігріву та охолодження стали потужнішими, ніж на попередніх електромобілях Porsche. На кожному етапі кола в Нюрбургрингу значення, виміряні на стенді, порівнюються з даними для цифрового двійника. Це підтвердило, що сучасна симуляція настільки точна, що практично не потребує виправлень після отримання результатів фізичних випробувань.

Випробування на межі можливостей за будь-яких умов

Попри точність симуляції, остаточне налаштування виконується людьми. «Лише люди можуть виконати остаточні доопрацювання», — зазначає Саша Нізен, керівник команди з комплексного тестування автомобілів у Центрі розробки Porsche у Вайссасі. Досвід пілотів особливо важливий для досягнення ідеального балансу між динамікою руху та стратегіями керування. Це здебільшого помітно на гоночних трасах.

Електричний Cayenne тестується у всіх реалістичних сценаріях використання незалежно від того це місто, шосе чи бездоріжжя. Особлива увага приділяється управлінню заряджанням. «Незалежно від того, як Cayenne керується перед зупинкою, він завжди повинен бути готовий до швидкого заряджання», — пояснює Юніге. Автомобіль враховує навіть затори, щоб оптимально використовувати енергію.

Випробування в екстремальних кліматичних умовах – це особливий виклик. У спекотних регіонах, як-от країни Перської затоки або Долина Смерті в США, система клімат-контролю та терморегулювання акумуляторної батареї й приводів перевіряються при температурі до 50 °С. У Скандинавії, де температура досягає -35°С, програма випробувань для передсерійних авто охоплювала холодний запуск, клімат-контроль, тягу, керованість і гальмування, а також роботу систем керування, пов’язаних з динамікою руху. В обох кліматичних умовах електричний Cayenne швидко заряджається без будь-яких проблем – навряд чи інший виробник вимагає від своїх автомобілів більшого, ніж Porsche.

Більша точність, менше ресурсів, ефективніша розробка

Випробування на витривалість імітують умови, з якими власники стикаються лише в екстремальних ситуаціях. У повсякденних умовах автомобілі долають понад 150 000 км позмінно впродовж декількох місяців – міськими та сільськими дорогами та автомагістралями.

Від краш-тестів і заїздів на витривалість до випробувань в екстремальних умовах – ефективність авто доводить результативність поєднання цифрової підготовки й тестування у реальних умовах. Це робить процес розробки більш точним та ефективним. У порівнянні з традиційною стратегією розробки, час створення електричного Cayenne скоротився на 20 %. Водночас віртуальне тестування також більш ресурсоефективне завдяки меншій витраті матеріалів.