虚拟开发，实体验证：保时捷通过全新纯电动 Cayenne 展示了数字化转型与工程专业知识如何协同工作。这款全新的纯电动 SUV 计划于年底发布，届时将与现有的燃油和混合动力车型一同销售。“这个项目是我们首次直接从数字化整车测试进入预量产阶段，”保时捷股份公司研究与开发董事施德纳博士（Dr. Michael Steiner）解释道。使用单独制造的原型车进行的‘构建’阶段测试不再必要，因为原本大约 120 台需要耗时建造的测试车大部分被数字化等效物所取代。工程师们在设计阶段就早早地让虚拟原型车进行了数字化测试驾驶。
以虚拟方式进行的初期部件测试
模拟仿真和人工智能已经彻底改变并缩短了车辆测试流程。这基于三大支柱：从纽伯格林北环到日常交通的精确数字化路线；魏斯阿赫工程师数十年实地测试的经验；以及现代系统显著提升的、用于实时模拟的计算能力。这使得工程师们不仅能够虚拟可视化 Cayenne，还能直接在虚拟环境中对其进行测试。在一个部件最初以数字形式存在并因此易于修改的开发阶段，专家们使用虚拟现实（VR）技术对这代未来的 SUV 进行了初步测试。数字化测试的结果后来通过真实物理部件的测试台架试验进行了验证。
模拟真实世界负载的先进综合测试台
为此开发了一个全新的综合测试台。它允许驱动系统、电池、能量管理和充电系统在真实条件下一起进行测试。测试台的四台强大同步电机可以通过编程来精确模拟不同的路况、加速阻力以及能量回收和制动过程中经历的力。“这些设备非常精密，我们甚至可以模拟不同的沥青路面或轮胎打滑。”工程师 Marcus Junige 说道。环境条件也可以完全模拟。
与数字孪生进行持续对比
“我们的测试项目在其要求方面是独一无二的。”Junige 表示。一个引人注目的例子是以极限状态跑一圈纽博格林北环赛道，其输入数据由虚拟原型提供，所有模拟的脉冲都实时输入到综合测试台中。“在所有条件下，车辆都必须在驾驶员需要时立即提供全部功率。”Junige 补充道。这种最大功率释放对高性能车辆的热管理压力尤其大：为了在所有条件下都能使电池处于最佳状态，其加热和冷却系统比以往任何一款电动保时捷都更强大。在纽博格林圈速的每一个时间点，都会将在综合测试台上测量的数值与之前为数字孪生计算的数值进行比较。这证实了模拟现在非常精确，在获得物理测试结果后几乎不需要修正任何偏差。
极限及全场景测试
尽管模拟如此精确，但最终的调校仍然由人来完成。“实际上，只有人类才能进行最后的润色。”保时捷魏斯阿赫研发中心整车测试团队负责人 Sascha Niesen 表示。测试车手的经验在完美平衡驾驶动态和控制策略方面的重要性在赛道上尤为明显。无论是在城市、高速公路还是越野路段，纯电动 Cayenne 都在所有现实使用场景中进行了测试。一个特别重点是充电管理。“无论 Cayenne 在停止前如何驾驶，它都必须始终为快速充电做好准备，”Junige 解释道。甚至交通堵塞也被车辆考虑在内，以便最优地利用能量。
极端气候条件下的测试构成了一个特殊的挑战。在诸如海湾国家或美国死亡谷等炎热地区，气候控制系统以及电池和驱动系统的热管理等，必须在高达 50 摄氏度的温度下接受严苛的功能测试。在温度可达零下 35 摄氏度的斯堪的纳维亚地区，冷启动、气候控制、牵引力、操控和制动行为，以及与驾驶动态相关的控制系统性能，都列入了预量产车的测试计划。在这两种极端气候下，纯电动 Cayenne 都必须能够毫无问题地快速充电——几乎没有其他制造商比保时捷对车辆的要求更高了。
更高精度、更少消耗、更高效开发
耐久性测试模拟的是车辆在极其严苛条件下的生命周期，这些条件客户只有在极端情况下才会遇到。在日常条件下，这些车辆在几个月内通过轮班行驶超过 15 万公里——包括城市交通、乡村道路和高速公路。
从碰撞实验室和耐久性测试到极端条件测试——数字化准备和真实世界测试的结合在所有领域都证明了其价值，它使开发过程更加精确和高效。与传统的开发策略相比，开发纯电动 Cayenne 的时间缩短了 20%。同时，得益于材料消耗的减少，最先进的虚拟测试也更节约资源。
