Dr. Michael Steiner, Lid van de raad van bestuur, Research & Development bij Porsche AG, voor twee gecamoufleerde elektrische Macans.
De honderd procent elektrische Porsche Macan is klaar voor de weg. Na de eerste testritten op het testparcours van het ontwikkelingscentrum van Porsche in Weissach verlaten gecamoufleerde prototypes van de volgende generatie van de compacte SUV nu voor het eerst het fabrieksterrein. Tegen de tijd dat de volledig elektrische Macan in 2023 op de markt verschijnt, hebben Porsche-ingenieurs wereldwijd zo’n drie miljoen testkilometers onder verschillende omstandigheden afgelegd. Het prototype heeft nu al talloze digitale testkilometers gereden.
Digitaal ontwikkelen en testen bespaart niet alleen tijd en geld. Het bespaart ook hulpbronnen en is derhalve duurzaam. In plaats van echte auto’s gebruiken de ingenieurs digitale prototypes – computermodellen die de eigenschappen, systemen en samenstellingen van een voertuig met hoge nauwkeurigheid nabootsen. Porsche heeft twintig digitale prototypes voor simulaties in de verschillende ontwikkelcategorieën zoals aerodynamica, energiemanagement, bediening of akoestiek. “We brengen regelmatig de gegevens van de afzonderlijke afdelingen samen en bouwen hiermee een compleet virtuele auto die zo gedetailleerd mogelijk is”, vertelt Andreas Huber, teamleider voor digitale prototypes bij Porsche. Constructieve imperfecties die nog niet zijn ontdekt, zijn zo snel te identificeren en op te lossen.
Aerodynamica-specialisten behoren tot de eerste ingenieurs die met een digitaal prototype werken. In het geval van de Macan is het team vier jaar geleden begonnen, meldt Thomas Wiegand, hoofd ontwikkeling aerodynamica. Om het rijbereik van de volledig elektrische Macan zo groot mogelijk te maken, is een lage luchtweerstand essentieel. Zelfs kleine verbeteringen in de luchtstroming kunnen een grote impact hebben. Met behulp van de simulatie slijpen de ingenieurs momenteel nog kleine details fijn.
Virtueel testen
Nieuwe methoden maken nu een zeer nauwkeurige simulatie van aerodynamica en thermodynamica mogelijk. “De digitale wereld is onmisbaar bij de ontwikkeling van de volledig elektrische Macan,” benadrukt de aerodynamica-chef. Het elektrische aandrijfsysteem van accu tot motor vereist een volledig onafhankelijk concept van koeling en temperatuurregeling, dat aanzienlijk verschilt van dat van een auto met een conventionele aandrijving. Waar bij verbrandingsmotoren wordt gestreefd naar een temperatuur tussen de 90 en 120 graden, hebben de componenten van de elektrische aandrijving een bereik nodig dat tussen de 20 en 70 graden ligt, afhankelijk van het onderdeel. Kritieke scenario’s doen zich doorgaans niet tijdens het rijden voor, maar eerder tijdens het snelladen met hoog vermogen bij hoge buitentemperaturen. De Porsche-technici zijn echter in staat om positie, doorstroming en temperatuur nauwkeurig te berekenen en digitaal te optimaliseren.
Virtuele prototypes kunnen in een vroeg stadium in ‘de echte wereld’ worden geplaatst. Een mooi voorbeeld is de ontwikkeling van een compleet nieuw display- en bedieningsconcept voor de volgende generatie van de Macan. Door gebruik te maken van een zogenaamde zitkist, een model waarin de verhoudingen in het interieur precies zijn vastgelegd, kan in combinatie met het digitale prototype in een vroege ontwikkelingsfase het weergave- en bedieningsconcept worden ervaren. De ‘testrijders’ zijn niet alleen de experts van Porsche zelf, maar ook proefpersonen van buiten. Zo kunnen alle interacties tussen bestuurder en de auto tot in het kleinste detail worden geanalyseerd en geoptimaliseerd, nog voordat het eerste echte interieur wordt gecreëerd.
Macan wordt het sportiefste model in zijn segment
Op basis van de verkregen gegevens bouwt Porsche de eerste fysieke prototypes van de volledig elektrische Macan. Ze worden regelmatig aangepast aan de virtuele ontwikkeling. Omgekeerd wordt de digitale omgeving weer gevoed door de bevindingen die de wegtests hebben opgeleverd. “Duurtesten op gesloten testterreinen en op openbare wegen onder echte omstandigheden zijn nog steeds onmisbaar om te controleren of alle functies aan onze hoge kwaliteitsnormen voldoen”, zegt Michael Steiner, lid van de raad van bestuur, onderzoek en ontwikkeling, bij Porsche AG. Het zware testprogramma voor de volledig elektrische Macan omvat onder meer zaken als opladen en conditioneren van de hoogspanningsbatterij. Dit moet aan de allerhoogste eisen voldoen. “Net als de Taycan zal de elektrische Macan met zijn 800 volt-architectuur typische Porsche e-performance bieden”, belooft Steiner. De actieradius zal geschikt zijn voor lange reizen, de Macan zal snel zijn te laden en de prestaties zullen best-in-class zijn. “De honderd procent elektrische Macan wordt het sportiefste model binnen zijn segment.”
Flexibiliteit voor de toekomst: weer een nieuwe Macan met verbrandingsmotor
De marktintroductie van de elektrische Macan, het eerste model dat Porsche op het Premium Platform Electric (PPE) bouwt, staat voor 2023 gepland. Porsche stelt zich flexibel op voor de overgang naar puur elektrische mobiliteit. Michael Steiner: “In Europa neemt de vraag naar elektrische voertuigen continu toe. Dat tempo ligt in de rest van de wereld echter lager. Daarom introduceren we in de loop van 2021 nog een opvolger van de huidige Macan die is voorzien van een conventionele aandrijving.” Porsche zal de nieuwe Macan-modellen met verbrandingsmotor in de toekomst parallel met de volledig elektrische Macan aanbieden. Tot het model op de markt komt, moet hij nog miljoenen testkilometers afleggen – in het echt én virtueel.
