Porsche Engineering maakt gebruik van state-of-the-art testprocedures voor de ontwikkeling van elektrische aandrijflijnen. Alle componenten worden intensief getest, zowel in real-life als in een virtuele omgeving. Met als doel om tot de ultieme combinatie te komen van emissievrij rijden met dat wat een Porsche uniek maakt.
Om de efficiency van de ontwikkeling van nieuwe componenten en systemen voor elektrische auto’s te blijven verhogen, maakt Porsche Engineering gebruik van testmethoden die specifiek zijn aangepast aan de vereisten van hoogspanningstechnologie. Het team test hoogspanningsaccu’s niet alleen fysiek op auto- en componenttestbanken in Bietigheim-Bissingen en Nardò, maar ook in speciale ‘hardware-in-the-loop’ (HiL) simulatieomgevingen waarbij echte hardware onder virtuele omstandigheden tot het uiterste wordt gedreven.
Een mooi voorbeeld is het virtuele testproces voor de ‘pulse inverter’ (PI). Deze omvormer speelt een sleutelrol in elektrische auto’s omdat het de DC-spanning van de batterij omvormt tot een meerfase AC-spanning die de elektrische motoren vervolgens aandrijft. En bij het regenereren van elektrische energie tijdens afremmen werkt de PI in tegengestelde richting om de AC-spanning van de motor om te zetten in een DC-spanning, die vervolgens wordt gebruikt om de accu op te laden. Om tot een optimaal presterende aandrijflijn te komen, dient de PI zeer nauwkeurig te worden afgestemd op de aandrijflijn, waarbij complexe besturingsalgoritmen en veiligheidsfuncties de boventoon voeren.
Nanoseconden
Tijdens de HiL-tests activeert de PI geen echte maar gesimuleerde hardware zoals de hoogspanningsaccu, de elektrische motor en het gehele elektrische boordsysteem om zo de impact te testen van onder meer de veiligheidssystemen op de werking van de PI. De simulaties worden uitgevoerd op een ultrasnelle, real-time computer (RTPC) die calculaties binnen nanoseconden kan uitvoeren.
De testen die op de HiL-testbank kunnen worden uitgevoerd omvatten voornamelijk functionele tests, maar ook flash-tests van nieuwe software, validatietests als een veiligheidsstap voordat verdere analyses worden uitgevoerd in het voertuig en tests van de interfaces en diagnostische functies.
De innovatieve PI-HiL testmethode is het resultaat van de nauwe samenwerking tussen de verschillende teams van Porsche Engineering. Er zijn inmiddels zes PI-HiL-systemen in gebruik genomen en de virtuele testbanken kunnen volledig op afstand worden bediend. Hierdoor kunnen ingenieurs in Stuttgart bijvoorbeeld tests in Zweden of de VS uitvoeren. Omdat alle testbanken met elkaar zijn aangesloten kunnen de testgegevens direct door alle teamleden wereldwijd worden ingezien.
Echt testwerk blijft belangrijk
Hoewel virtuele testprocedures steeds vaker worden toegepast, kunnen ze nog steeds niet volledig de real-life tests van hoogspanningssystemen vervangen. Om deze reden blijft Porsche Engineering ook intensief real-life testen in onder meer Bietigheim-Bissingen.
Zo worden accu’s bijvoorbeeld ook getest op voertuigtestbanken, bijvoorbeeld voor metingen van de batterijcapaciteit en verbruikstesten volgens de WLTP-rijcyclus. Ook fysieke duurtestauto’s blijven een belangrijke rol spelen. Hierbij wordt met name gecontroleerd hoe accusystemen zich houden in extreme situaties. Op bijvoorbeeld slechte wegen of bij slechte weersomstandigheden.
Porsche Engineering is er echter van overtuigd dat steeds meer testwerk virtueel kan worden uitgevoerd. Het team gaat PI-HiL dan ook binnenkort uitbreiden met testmethoden op basis van kunstmatige intelligentie (AI) om het testwerk nog efficiënter en sneller te maken.
Bron: Porsche
