Eine fĂŒr alle

Eine fĂŒr alle - Porsche Newsroom DEU

Eine Plattform fĂŒr zahlreiche verschiedene Fahrzeugmodelle: Schon seit vielen Jahren trĂ€gt dieser Ansatz bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor dazu bei, eine große Zahl unterschiedlicher Modelle und Derivate mit vertretbarem Zeit- und Kostenaufwand zu entwickeln und in die Serie zu bringen.

Eine Plattform fĂŒr zahlreiche verschiedene Fahrzeugmodelle: Schon seit vielen Jahren trĂ€gt dieser Ansatz bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor dazu bei, eine große Zahl unterschiedlicher Modelle und Derivate mit vertretbarem Zeit- und Kostenaufwand zu entwickeln und in die Serie zu bringen. In der Produktion fĂŒhrt der Ansatz zu Skaleneffekten: Weniger Bauteile in hohen StĂŒckzahlen reduzieren die Bauteilkosten und sorgen fĂŒr eine hohe QualitĂ€t der Produkte. Einer der Vorreiter einer konsequenten Plattformstrategie war Volkswagen mit dem Modularen Querbaukasten (MQB). Er ist seit 2012 die gemeinsame Basis fĂŒr eine Vielzahl von Modellen mit Otto- oder Dieselmotor. Konzernweit wurden mehr als 32 Millionen Fahrzeuge auf Basis dieser Plattform produziert. Mit dem Modularen E-Antriebs-Baukasten (MEB) hat Volkswagen die Idee des MQB frĂŒhzeitig auf Elektrofahrzeuge ĂŒbertragen, um auch hier die Effizienz in Entwicklung und Produktion zu verbessern.

Die neue Premium Platform Electric (PPE), die von Audi und Porsche gemeinsam entwickelt wurde, erweitert den Einsatzbereich des Plattformkonzepts fĂŒr E-Fahrzeuge. Porsche eröffnet sich damit neue Chancen, volumenstarke Modelle mit hohem technischem Anspruch wirtschaftlich rentabel auf den Markt zu bringen und damit einen weiteren, wichtigen Teil des Portfolios zu elektrifizieren. Im Jahr 2030 strebt der Stuttgarter Sportwagenhersteller bei seinen Neuauslieferungen einen vollelektrischen Anteil von mehr als 80 Prozent an. Mit der PPE lassen sich die Vorteile einer reinen Elektroplattform in vielerlei Hinsicht nutzen. Ein Beispiel, neben Package und Raumangebot, ist die in den Unterboden integrierte Lithium-Ionen-Batterie. Bei deren Dimensionierung hat sich das Unternehmen der Porsche-Philosophie entsprechend im Spannungsfeld zwischen Reichweite, Performance und Nachhaltigkeit auf die Reisedauer fokussiert. Gleichzeitig bietet die Architektur bei Radstand, Spurweite und Bodenfreiheit so viel Spielraum, dass unterschiedliche Modelle mit Heck- oder Allradantrieb in verschiedenen Leistungsstufen fĂŒr verschiedene Segmente darauf realisiert werden können.

EigenstÀndiger Charakter

Diese FlexibilitĂ€t erlaubt, dass Porsche-Modelle weiterhin ihren starken, eigenstĂ€ndigen Charakter haben. Die Systemleistung soll zunĂ€chst einmal bis zu 450 kW betragen, das maximale Drehmoment ĂŒber 1.000 Nm. Der erste Porsche auf Basis der PPE wird der vollelektrische Macan sein. Mit seiner 800-Volt-Architektur, leistungsstarken Elektromotoren der neuesten Generation und einem modernen Batterie- und Lademanagement bietet dieses Modell die fĂŒr Porsche typische E-Performance. Der Nachfolger des erfolgreichen Kompakt-SUV soll das sportlichste Modell in seinem Segment werden. Neben reproduzierbaren Best-in-Class-Fahrleistungswerten gehören eine langstreckentaugliche Reichweite und hochleistungsfĂ€higes Schnellladen zu den Entwicklungszielen.

Die Vorteile einer Plattform fĂŒr E-Fahrzeuge liegen auf der Hand – allerdings ist ihre Auslegung eine sehr komplexe Herausforderung fĂŒr die Ingenieure, denn dabei mĂŒssen viele Aspekte beachtet und teilweise gegenlĂ€ufige Entwicklungsziele zusammengefĂŒhrt werden. Das gilt generell fĂŒr alle Fahrzeuge, insbesondere aber fĂŒr jene mit Elektroantrieb. Denn hier bieten die einzelnen Antriebskomponenten mehr Designfreiheiten als beim Verbrennungsmotor – etwa, um die Plattform auf große Skalierbarkeit auszulegen und sie so flexibel zu gestalten, dass aus dem Antriebssystem-Baukasten heraus ganz unterschiedliche Fahrzeuge gestaltet werden können. So kann, anders als beim Verbrennungsmotor, beim E-Antrieb innerhalb einer Plattform durch die Positionierung beziehungsweise das HinzufĂŒgen eines weiteren E-Motors einfach ein Hinterrad-, Allrad- oder Frontantrieb realisiert werden.

„Schon bei den ersten EntwĂŒrfen der Plattform haben wir die Skalierbarkeit berĂŒcksichtigt.“
Humberto de Campos do Carmo

Im Lauf der Jahre hat sich Porsche Engineering bei Projekten aus diesem Bereich ein umfangreiches Gesamtsystem-Know-how angeeignet, sodass die Entwickler Plattformkonzepte optimal abstimmen können. Heute umfasst das Dienstleistungsangebot des Unternehmens alle Schritte entlang der gesamten Entwicklungsprozesskette fĂŒr Plattformen. Die Spanne reicht von der ersten Projektidee bis zur Plattformdefinition. Die Grundlage bildet in der Regel eine initiale Machbarkeitsstudie, in der geprĂŒft wird, ob ein Projekt mit den vorgegebenen Rahmenbedingungen technisch umsetzbar ist. Die subjektiven WĂŒnsche des Kunden werden dabei in objektive, physikalisch prĂŒf- und messbare Eigenschaften ĂŒberfĂŒhrt.

 

Humberto de Campos do Carmo, 2023, Porsche AG

Humberto de Campos do Carmo, Leiter Fachdisziplin Fahrzeug Konzepte und Package bei Porsche Engineering

RechnergestĂŒtzte Entwicklung

Der nĂ€chste Schritt ist die Ausarbeitung des Maßkonzepts, bei dem das Entwicklerteam alle relevanten Abmessungen des Fahrzeugs und seiner Komponenten festlegt. „Auf dieser Basis wird die Entwicklung immer weiter verfeinert, bis ein digitales Konzept des Gesamtfahrzeugs vorliegt“, erklĂ€rt Humberto de Campos do Carmo, Leiter Fachdisziplin Fahrzeug Konzepte und Package bei Porsche Engineering. Anhand von Simulationen entstehen dabei genaue Vorgaben, beispielsweise fĂŒr die Rohbaustruktur, die Batterie, die Sitze, den Antrieb und die Karosserie-TrĂ€gerstruktur. Die rechnergestĂŒtzte Entwicklung mĂŒndet in ein virtuelles Modell, das sogenannte Digital Mock-Up (DMU), in dem die Hauptkomponenten definiert sind. Dieser Projektstand wird vom Fahrzeughersteller dann zum serienreifen Fahrzeug weiterentwickelt.

Auch in dieser Phase unterstĂŒtzt Porsche Engineering seine Kunden bei Entwicklung, Simulation und Test von Komponenten, Systemen und Gesamtfahrzeug. „Das umfassende Know-how von Porsche Engineering macht die Zusammenarbeit fĂŒr uns besonders wertvoll, denn so erhalten wir eine nahtlose UnterstĂŒtzung ĂŒber alle Bereiche und Abteilungen hinweg“, berichtet Klaus Bernhard, Leiter Physische Architektur Plattform und Maßkonzept bei Porsche. „Das spart Abstimmungsaufwand und erleichtert die Entwicklung, denn eine Elektrofahrzeug-Plattform muss grundsĂ€tzlich im System gedacht werden. Nur so können substanzielle Entwicklungsinhalte wie Crash-Sicherheit, Package, Schwerpunktlage, Gewicht und Funktionen parallel berĂŒcksichtigt werden.“

Marke optimal zur Geltung bringen

Dabei spielt die Batterie eine entscheidende Rolle, da sie im E-Fahrzeug nicht nur Energiespeicher ist, sondern aus Bauraum- und GewichtsgrĂŒnden auch integraler Bestandteil der Crashstruktur, der Versteifung des Unterbodens sowie Teil des KĂŒhlsystems sein sollte. „Porsche setzt die FlexibilitĂ€t der Plattformen gezielt ein, um die Fahrzeuge so auszulegen, dass die markenspezifischen Eigenschaften der Sportwagen von Porsche – hohe Alltagstauglichkeit und hohe Fahr-Performance – optimal zur Geltung kommen“, sagt Bernhard.

 

Klaus Bernhard, 2023 Porsche AG

Klaus Bernhard, Leiter Physische Architektur Plattform und Maßkonzept bei der Porsche AG

Das umfasst beispielsweise die Gestaltung des Fahrerplatzes und der Sitzposition, die ergonomisch, sportlich und dennoch komfortabel sowie weltweit fĂŒr eine breite Kundengruppe geeignet sein mĂŒssen. Der oberste Entwicklungsgrundsatz der Plattformentwicklung lautet, dass man mit einem konkreten Fahrzeugprojekt erst starten sollte, wenn die Plattform definiert ist. Denn nur dann lassen sich die einzelnen Entwicklungsziele bestmöglich ausbalancieren und Komponenten wie Batterie, Vorder- und Hinterachse oder beispielsweise die GrĂ¶ĂŸe der RĂ€der optimal auslegen. NachtrĂ€gliche Änderungen sind sehr zeit- und kostenaufwendig und manchmal auch gar nicht umsetzbar. Viele, zumeist kleine Automobilhersteller haben die Vorteile der Plattformstrategie anfĂ€nglich nicht im Blick, wenn sie mit einem Fahrzeugentwicklungsprojekt starten. „Leider erleben wir es immer wieder, dass wir erst kontaktiert werden, wenn es schon ein Fahrzeugmodell gibt und wir weitere Derivate entwickeln sollen, fĂŒr die die Plattform gar nicht geeignet ist“, so de Campos do Carmo. „Dann muss sich der Automobilhersteller entscheiden, ob er entweder eine neue Plattform entwickelt oder eine kompromissbehaftete Lösung wĂ€hlt, die nicht alle Anforderungen erfĂŒllt.“

Ein Beispiel fĂŒr einen Kunden, der frĂŒhzeitig die Zusammenarbeit mit Porsche Engineering gesucht hat und damit erhebliche Entwicklungsaufwendungen einsparen konnte, ist ein Kunde, der eine E-Fahrzeugmodellreihe auf den Markt bringen wollte. „Schon bei den ersten EntwĂŒrfen der Plattform haben wir die Skalierbarkeit berĂŒcksichtigt und zudem ein Baukastensystem fĂŒr die wichtigsten Fahrzeugsysteme entwickelt“, erklĂ€rt de Campos do Carmo.

„Das umfassende Know-how von Porsche Engineering macht die Zusammenarbeit fĂŒr uns besonders wertvoll.“
Klaus Bernhard

FĂŒr die verschiedenen RadstĂ€nde der unterschiedlichen Fahrzeugmodelle hat das Entwicklungsteam beispielsweise die SprĂŒnge so definiert, dass bei einer VergrĂ¶ĂŸerung des Radstands immer ein weiteres Batteriemodul in die entstehende LĂŒcke im Fahrzeugunterboden passt. Auf diese Weise kann der Kunde vom Kompaktwagen ĂŒber die Limousine bis zum SUV alle gewĂŒnschten Fahrzeugsegmente mit einer Plattform abdecken.

Hohe FlexibilitÀt erforderlich

Ein weiterer Aspekt bei der Konzipierung einer modernen Plattform ist ihre ZukunftsfĂ€higkeit. Auch wenn beispielsweise zunĂ€chst nur Fahrzeuge mit Heckantrieb geplant sind, sollten andere Optionen wie Vorderrad- oder Allradantrieb mitberĂŒcksichtigt werden, damit die Plattform kĂŒnftige, vielleicht aktuell noch gar nicht geplante Fahrzeugmodelle mit abdecken kann. Ebenso wichtig ist eine hohe FlexibilitĂ€t fĂŒr die Integration kĂŒnftiger Technologien.

Denn die Entwicklung der ElektromobilitĂ€t und damit von Komponenten wie Batterie und E-Motor, aber auch der E/E-Architektur, schreiten mit großen Schritten voran. „Aufgrund der langen Laufzeit von Plattformen ist bei deren Konzipierung nicht absehbar, welche Innovationen in einigen Jahren ins Fahrzeug integriert werden mĂŒssen“, erklĂ€rt Bernhard. Und de Campos do Carmo ergĂ€nzt: „Bei der Entwicklung einer neuen Plattform muss immer abgeschĂ€tzt werden, welche Technologien in dieser Zeit serienreif werden und in welcher Form sie in die Plattform ĂŒbernommen werden könnten.“

Zusammengefasst

Seit vielen Jahren tragen Plattformkonzepte dazu bei, unterschiedliche Modelle und Derivate mit vertretbarem Zeit- und Kostenaufwand zu entwickeln und in Serie zu bringen. Bei E-Fahrzeugen bieten sie viele Vorteile, allerdings ist ihre Auslegung eine sehr komplexe Herausforderung, denn dabei mĂŒssen viele Aspekte beachtet und teilweise gegenlĂ€ufige Entwicklungsziele zusammengefĂŒhrt werden. Porsche Engineering unterstĂŒtzt seine Kunden von der ersten Konzeptidee bis hin zum serienreifen Fahrzeug.

 

ĂŒbermittelt durch Porsche

 

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