|
Прототипы электроприводного Macan: между цифровым и реальным миром
Штутгарт. Электроприводный Macan готов к выезду на дороги: после первых тестов на полигоне научно-исследовательского центра Porsche в Вайссахе основательно замаскированные прототипы следующего поколения компактного SUV впервые покидают заводскую территорию. «Начинаются испытания в реальной среде, и они являются одним из важнейших этапов в процессе разработки автомобиля», – говорит Михаэль Штайнер, член правления Porsche AG, ответственный за исследования и разработки. До выхода на рынок электроприводного Macan в 2023 году прототипы преодолеют около трех миллионов тестовых километров в различных уголках мира и в самых разных погодных условиях. При этом в их конструкцию уже заложен опыт бесчисленных тестовых километров, пройденных в виртуальном пространстве.
Компьютерное конструирование и тестирование не только экономят время и средства, но и обеспечивают сбережение ресурсов и, следовательно, соответствуют принципам устойчивого развития. Вместо реальных автомобилей инженеры используют цифровые прототипы – компьютерные модели, которые с высокой точностью воспроизводят характеристики, системы и агрегаты автомобиля. Существует 20 цифровых прототипов для проведения тестов в различных категориях – аэродинамика, управление энергопотреблением, эргономика или акустика. «Мы регулярно сводим воедино данные разных производственных отделов и создаем как можно более подробный виртуальный автомобиль», – рассказывает д-р Андреас Хубер, руководитель отдела цифровых прототипов в компании Porsche. Это позволяет быстро обнаружить и устранить незамеченные ранее конструктивные противоречия.
Среди первых инженеров, работающих с цифровым прототипом – специалисты по аэродинамике. «На старте проекта около четырех лет назад мы начали с аэродинамической модели», – рассказывает д-р Томас Виганд, руководитель отдела аэродинамических разработок. Для обеспечения высокого запаса хода электроприводного Macan очень важно снизить сопротивление воздуха. Даже незначительные улучшения обтекаемости могут иметь большой эффект. Так, с помощью компьютерного моделирования инженеры в настоящее время все еще продолжают работать над отдельными деталями, например, воздуховодами для охлаждающего воздуха, пытаясь добиться оптимального результата. При этом расчеты учитывают не только различное расположение компонентов, но и возникающие в реальности перепады температур.
Виртуальное тестирование новой системы индикации и управления
В настоящее время новые методы позволяют весьма точно имитировать процессы аэро- и термодинамики. «При разработке электрического Macan без цифровой техники не обойтись», – подчеркивает специалист по аэродинамике Томас Виганд. Электрический привод, от батареи до двигателя, требует полностью независимой системы охлаждения и регулирования температуры, которая существенно отличается от аналогичной системы автомобиля с традиционным приводом. В то время как двигатели внутреннего сгорания ориентированы на температурный диапазон от 90 до 120 градусов, электрический привод, силовая электроника и высоковольтная батарея требуют диапазона от 20 до 70 градусов в зависимости от компонента. При этом критические сценарии возникают не столько во время движения, сколько при быстрой зарядке с высокой мощностью при высоких внешних температурах. Однако конструкторы Porsche могут точно рассчитать и осуществить цифровую оптимизацию разных состояний, потоков и температур.
Виртуальные прототипы уже на ранней стадии могут быть объединены с реальным миром. Наглядный пример тому: разработка совершенно новой системы индикации и управления для следующего поколения Macan. Использование макета водительского места, который имитирует окружающее пространство водителя, в сочетании с цифровым прототипом позволяет уже на ранней стадии разработки опробовать систему индикации и управления. «Такое моделирование позволяет оценить с точки зрения водителя качество индикации, процессы управления и разные влияющие во время движения факторы», – объясняет Фабиан Клаусманн из отдела разработок в области эргономики. «Водителями-испытателями» при этом выступают не только сами эксперты, но и обычные люди. Таким образом, еще до создания первого физического кокпита все взаимодействия между водителем и автомобилем могут быть изучены и целенаправленно оптимизированы вплоть до мельчайших деталей.
Цель разработки: самая спортивная модель в своем сегменте
На основе полученных данных были построены первые физические прототипы электроприводного Macan – отчасти вручную или с помощью специальных инструментов. По мере продолжения виртуальной разработки прототипы регулярно адаптируются. И наоборот, результаты реальных дорожных испытаний сразу же включаются в цифровой процесс конструирования. «Длительные испытания на закрытых полигонах и дорогах общего пользования в реальных условиях эксплуатации по-прежнему необходимы для проверки конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, обеспечения прочности и надежности оборудования, программного обеспечения и всех функций в соответствии с нашими высокими стандартами качества», – отмечает руководитель отдела разработок Михаэль Штайнер. Сложнейшая программа испытаний в экстремальных климатических и топографических условиях для электроприводного Macan включает также такие моменты, как зарядка и поддержание оптимального рабочего режима высоковольтной батареи. Они должны отвечать самым высоким требованиям. «Как и Taycan, электрический Macan с его 800-вольтной архитектурой будет предлагать типичную для Porsche динамику E-Performance», – подчеркивает Михаэль Штайнер и в числе главных целей, которые преследовались при разработке, называет запас хода, пригодный для дальних поездок, высокопроизводительную скоростную зарядку и стабильность ходовых качеств с лучшей в своем классе динамикой: «Электрический Macan будет самой спортивной моделью в своем сегменте».
Гибкий переход в будущее: еще одна новая модель Macan с двигателем внутреннего сгорания
Вывод на рынок электроприводного Macan, который станет первым Porsche на базе так называемой архитектуры PPE (Premium Platform Electric), запланирован на 2023 год. При переходе к чистой электромобильности компания Porsche придерживается гибкого подхода. «В Европе спрос на электромобили постоянно растет. Однако темпы развития электромобильности в разных регионах мира неодинаковы. Поэтому в течение 2021 года мы выпустим еще одну модель-преемницу современного Macan с традиционным приводом», – говорит Михаэль Штайнер. Новые модели Macan с двигателем внутреннего сгорания в будущем будут предлагаться параллельно с полностью электрическим Macan. К тому времени, как он выйдет на рынок, его прототипы пройдут еще миллионы тестовых километров – реальных и виртуальных.
Миниатюры:
|
