Der neue Cayenne Electric wurde mit Hilfe digitaler Entwicklungsmethoden konzipiert und anschließend umfassend im Realbetrieb getestet. Seine Weltpremiere ist für Ende des Jahres geplant. Das vollelektrische SUV wird dann neben den bestehenden Verbrenner- und Hybridmodellen erhältlich sein.
„Dieses Projekt war das erste, bei dem wir direkt von der digitalen Gesamtfahrzeugerprobung in die Vorserienfertigung übergegangen sind“, sagt Dr. Michael Steiner, stellvertretender Vorstandsvorsitzender und Mitglied des Vorstandes, Forschung und Entwicklung. Die aufwendige „Baustufe“ mit speziell gebauten Prototypen war diesmal nicht nötig: Etwa 120 Testfahrzeuge konnten durch digitale Modelle ersetzt werden. Schon in der Konstruktionsphase nutzten die Ingenieure virtuelle Prototypen für erste Testfahrten am Computer.
Digitale Entwicklung mit Turboeffekt
Simulation und KI haben die Fahrzeugtests bei Porsche deutlich verändert und beschleunigt. Grundlage dafür sind drei Dinge: digitalisierte Strecken von der Nordschleife bis zum Stadtverkehr, das Know-how der Weissacher Ingenieure aus jahrzehntelanger Praxis und die enorme Rechenpower moderner Systeme. So ließ sich der Cayenne nicht nur am Computer abbilden, sondern gleich virtuell erproben. Schon in der frühen Entwicklung konnten die Experten per Virtual Reality erste Eindrücke sammeln und Bauteile flexibel anpassen. Später wurden die digitalen Ergebnisse durch Tests mit realen Komponenten bestätigt.
Dafür hat Porsche einen völlig neuen Verbundprüfstand entwickelt. Dort können Antrieb, Batterie, Energiemanagement und Ladesystem gemeinsam unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden. Vier leistungsstarke Synchronmotoren simulieren unterschiedliche Fahrbahnen, Beschleunigungswiderstände sowie Kräfte beim Bremsen und Rekuperieren. Ingenieur Marcus Junige erklärte, die Technik sei so ausgereift, dass sich sogar verschiedene Asphaltarten oder Reifenschlupf nachbilden lassen. Auch die Umgebungsbedingungen können vollständig simuliert werden.
Virtuell ans Limit
„Unsere Versuchsprogramme sind vom Anspruch her im Wettbewerb einmalig“, erklärt Junige. Am Limit auf der Nürburgring-Nordschleife – und das schon virtuell. Der digitale Prototyp liefert alle Daten, die in Echtzeit in den Prüfstand eingespeist werden. Junige betont, dass das Fahrzeug jederzeit volle Leistung bringen muss, sobald der Fahrer sie abruft. Besonders das Thermomanagement ist eine Herausforderung: Heizung und Kühlung der Batterie sind stärker ausgelegt als bei jedem bisherigen Elektro-Porsche, um die Energie immer optimal zu steuern. Während der gesamten Runde werden die Prüfstand-Werte ständig mit dem digitalen Zwilling abgeglichen – und die Simulation ist mittlerweile so präzise, dass kaum noch Anpassungen nötig sind.
So genau die Simulation auch arbeitet – die letzte Feinabstimmung machen immer noch die Ingenieure.
Besonders anspruchsvoll sind Tests unter extremen Klimabedingungen. In heißen Regionen wie den Golfstaaten oder dem US-Death Valley mussten Klimaanlage und Thermomanagement von Batterie und Antrieb bei bis zu 50 Grad Celsius volle Leistung zeigen. In Skandinavien bei minus 35 Grad standen Kaltstart, Heizung, Traktion, Handling, Bremsverhalten und die Fahrdynamik-Systeme auf dem Prüfstand. Bei beiden Extremen musste der Cayenne Electric zudem schnell laden können – kaum ein Hersteller stellt seine Fahrzeuge in dieser Hinsicht so auf die Probe wie Porsche.
Extremtests für den Cayenne Electric
Bei den Dauerläufen simulieren die Ingenieure ein komplettes Fahrzeugleben unter extremen Bedingungen – härter, als die meisten Kunden je erleben. Innerhalb weniger Monate legen die Autos im Schichtbetrieb mehr als 150.000 Kilometer zurück – in der Stadt, auf Landstraßen und Autobahnen.
Vom Crashlabor über Dauerläufe bis zu Prüfungen unter Extrembedingungen kombinieren die Teams digitale Planung und reale Tests. Dadurch arbeiten die Entwicklungsprozesse präziser, die Entwicklungszeit des Cayenne Electric verkürzte sich um rund 20 Prozent, und gleichzeitig sinkt der Materialaufwand.
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