Porsche: Elektro-Macan reif für die Strasse

Bis zur Markteinführung des vollelektrischen Macan 2023 werden weltweit rund drei Millionen Testkilometer unter verschiedenen Bedingungen absolviert werden. Dabei steckt in den Prototypen bereits die Erfahrung aus ungezählten Versuchskilometern – gefahren im virtuellen Raum.

Kostensparend und ressourcenschonend
Statt realer Fahrzeuge nutzen die Ingenieure digitale Prototypen. Dabei handelt es sich um Rechenmodelle, die Eigenschaften, Systeme und Aggregate eines Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit nachbilden.

Es gibt 20 digitale Prototypen für Simulationen in den verschiedenen Entwicklungskategorien wie beispielsweise Aerodynamik, Energiemanagement, Bedienung oder Akustik.

Es begann mit einem Umströmungsmodell
Zu den ersten Ingenieuren, die mit einem digitalen Prototyp arbeiten, zählen die Aerodynamik-Spezialisten. Laut Dr. Thomas Wiegand, Leiter der Aerodynamikentwicklung, hat man schon beim Projektstart vor rund vier Jahren mit einem Umströmungsmodell begonnen.

Mit Blick auf eine hohe Reichweite ist ein niedriger Luftwiderstand für den vollelektrischen Macan elementar. Selbst kleine Verbesserungen in der Strömung können grosse Auswirkungen haben.

So feilen die Ingenieure mit Hilfe der Simulation derzeit noch an Detaillösungen wie beispielsweise den Kühlluftführungen. Die Berechnungen berücksichtigen dabei nicht nur verschiedene Anordnungen der Komponenten, sondern auch die in der Realität auftretenden Temperaturunterschiede.

Virtuelle Tests mit neuem Anzeige- und Bediensystem
Neue Methoden ermöglichen inzwischen eine sehr präzise Simulation von Aero- und Thermodynamik. Während bei Verbrennungsmotoren ein Temperaturfenster von 90 bis 120 Grad angestrebt wird, verlangen Elektroantrieb, Leistungselektronik und die Hochvoltbatterie je nach Komponente einen Bereich zwischen 20 und 70 Grad.

Dabei treten die kritischen Szenarien nicht etwa beim Fahren, sondern beim Schnellladen mit hoher Leistung bei hohen Aussentemperaturen auf. Die Porsche-Entwickler können jedoch Lage, Strömungen und Temperaturen exakt berechnen und digital optimieren.

Neues Anzeige- und Bedienkonzept
Virtuelle Prototypen lassen sich früh mit der realen Welt kombinieren. Bestes Beispiel: die Entwicklung eines komplett neuen Anzeige- und Bedienkonzeptes für die nächste Macan-Generation.

Durch den Einsatz einer sogenannten Sitzkiste, die das Fahrerumfeld darstellt, kann in Verbindung mit dem digitalen Prototyp das Anzeige- und Bedienkonzept bereits in einer frühen Entwicklungsphase erlebbar gemacht werden.

«Testfahrer» sind dabei nicht nur die Experten selbst, sondern auch fachfremde Probanden. Bis ins kleinste Detail können so alle Interaktionen zwischen Fahrer und Fahrzeug untersucht und gezielt optimiert werden, noch bevor das erste physische Cockpit entsteht.

Entwicklungsziel: das sportlichste Modell in seinem Segment
Auf Grundlage der gewonnenen Daten wurden die ersten physischen Prototypen des vollelektrischen Macan gebaut – teilweise aufwendig in Handarbeit oder mit speziellen Werkzeugen. Sie werden regelmässig der virtuellen Weiterentwicklung angepasst.

Umgekehrt fliessen die Erkenntnisse aus der Strassenerprobung direkt in den digitalen Entwicklungsprozess ein. Das anspruchsvolle Testprogramm unter klimatischen und topografischen Grenzbedingungen umfasst beim vollelektrischen Macan unter anderem Disziplinen wie das Laden und die Konditionierung der Hochvoltbatterie. Diese muss hohen Ansprüchen gerecht werden. Der vollelektrische Macan soll das sportlichste Modell in seinem Segment sein.

Weiterer Macan mit Verbrennungsmotor
Die Markteinführung für den vollelektrische Macan, der als erster Porsche auf der Premium Platform Electric (PPE) entsteht, ist für 2023 geplant. Für den Übergang zur reinen Elektromobilität stellt sich Porsche flexibel auf.

Michael Steiner, Vorstand für Forschung und Entwicklung der Porsche AG: «In Europa steigt die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen kontinuierlich. Das Entwicklungstempo in den Weltregionen in Bezug auf die Elektromobilität ist jedoch unterschiedlich. Wir bringen daher im Jahresverlauf 2021 ein weiteres Nachfolgemodell des aktuellen Macan mit konventionellem Antrieb.»

Die neuen Macan-Modelle mit Verbrennungsmotor werden künftig parallel zum vollelektrischen Macan angeboten. Bis dieser auf den Markt kommt, hat er noch Millionen von Testkilometern zu absolvieren – real und virtuell.

porsche.ch