Die Raffinesse moderner digitaler Software macht es möglich, tiefgreifende technologische Studien durchzuführen und dabei viel Zeit, Geld und Ressourcen zu sparen. Das PEUGEOT 9X8 Hypercar existierte einige Zeit lang ausschließlich virtuell, bevor er schließlich sein erstes Rad auf der Rennstrecke drehte. Die Teams von PEUGEOT Sport verbrachten zwei Jahre mit der Modellierung und Simulation des Fahrzeugs und nutzten dabei sowohl bestehende Software, die bei Bedarf an die spezifischen Anforderungen des Projekts angepasst wurde, als auch von Grund auf neu entwickelte Computerprogramme. „Eine unserer Stärken ist es, die Werkzeuge für die Gestaltung der von uns benötigten Komponenten selbst zu entwickeln“, erklärt François Coudrain, Powertrain Director des FIA World Endurance Championship (WEC) Programms von PEUGEOT Sport.
Digitaler Einfallsreichtum
Mehrere Dutzend Personen waren am digitalen Projekt PEUGEOT 9X8 beteiligt. Von der Informatikerin bis zum Renningenieur haben alle dasselbe Ziel verfolgt: den ultimativen Langstrecken-Rennwagen zu entwickeln. Um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen, geht die Entwicklungsabteilung immer nach dem gleichen Schema vor:- Sehr sorgfältige Lektüre des Reglements, um genau zu wissen, was erlaubt ist und was nicht, und vor allem, um sich vorzustellen, was möglich sein könnte.
- Erarbeitung des Konzeptes: Formalisierung der Leistungsziele und -anforderungen in Abhängigkeit von den Vorschriften. Diese Arbeit wird anschließend in einer Reihe von miteinander verbundenen Spezifikationsdokumenten näher beschrieben.
- Formulierung von Design-Hypothesen: Auf der Grundlage der übergeordneten Anforderungen stellen die mit der Entwicklung des Fahrzeugs betrauten Ingenieure verschiedene Konzepte vor. Hier kommt der Einfallsreichtum der Ingenieur- und Designer-Teams von PEUGEOT, die von Anfang an in das Projekt 9X8 Hypercar eingebunden waren, voll zum Tragen. Der technologische Fortschritt bietet viele Möglichkeiten, kann die menschliche Kreativität jedoch nicht vollständig ersetzen. Das Projekt des PEUGEOT 9X8 HYBRID Hypercar ist in erster Linie eine menschliche Leistung. Die vielversprechendsten digitalen Konzepte werden gespeichert und ihre relativen Vorzüge werden dann bewertet, um sich schließlich für eines zu entscheiden.
- Durchführung von CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics): Die CFD-Simulation, die vor allem in der Aerodynamik eingesetzt wird, dient als Referenz für die Strömung von Flüssigkeiten, wobei physikalische oder chemische Effekte wie Turbulenzen und thermische Erregung berücksichtigt werden.
François Coudrain erklärt: „Dank unserer gesamten Software können wir eine Vielzahl von Dimensionen, Formen und Materialien in Betracht ziehen und das Gewicht des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit den technischen Vorschriften berechnen. Wie bei der Wahl des Basiskonzepts ermöglicht uns die rein digitale Erprobung von Systemen und Komponenten die Bewertung einer Vielzahl an möglichen Lösungen, die in der Realität schlichtweg nicht realisierbar wären. Bevor wir auf die Rennstrecke gingen, war unser PEUGEOT 9X8 Hypercar lange Zeit ein Projekt, das auf einer Festplatte gespeichert war. Jede einzelne der 15.267 Dateien stellte eines seiner Teile dar. Die digitale Technologie und die Qualität unserer Simulationswerkzeuge ermöglichten uns, die Interaktion zwischen den verschiedenen Komponenten und Systemen abzuschätzen, sodass wir die theoretischen Leistungen und das Verhalten des Autos bereits kannten, bevor wir es in der Realität getestet haben. Die physische Validierungsphase des Projekts begann erst viel später, als wir das Auto schließlich auf die Strecke brachten.“
Anzeige
Jean-Marc Finot, Direktor von Stellantis Motorsport, ergänzt: „Künstliche Intelligenz ist ein unschätzbares Werkzeug, um die enormen Datenmengen eines Rennwagens zu analysieren. Unsere Anwendungen zur Verarbeitung von ‚Big Data‘ ermöglichen es uns, eine große Anzahl verschiedener Hypothesen zu simulieren, die uns dabei helfen zu erkennen, ob wir das Design von Teilen ändern müssen, um unsere Zielwerte zu erreichen. Erst wenn wir die Eigenschaften definiert und die Leistung in einer Vielzahl von Umgebungen mit einem vollständig digitalen Auto simuliert haben, beginnen wir mit der Herstellung der physischen Teile.“
Vom Kabelquerschnitt bis zum Drohnenmotor
Einige Daten können offensichtlich gesammelt werden, ohne dass besondere Nachforschungen über die Art des Materials, die Form oder die Anzahl der Teile angestellt werden müssen. Zum Beispiel ist die Karosserie immer aus Carbon, der Motor aus Aluminium und es gibt immer vier Räder. Digitale Werkzeuge kommen jedoch ins Spiel, wenn es darum geht, die Abmessungen zu berechnen und das Verhalten der wichtigsten Komponenten zu simulieren.Der PEUGEOT 9X8 verfügt beispielsweise über ein dreifaches elektrisches System (900-Volt-Batterie, 48-Volt- und 12-Volt-Komponenten). Dank der Digitaltechnik konnten die Ingenieure von PEUGEOT Sport die elektromagnetische Umgebung des Fahrzeugs vollständig verstehen und die optimalen Abmessungen für die Kabelbäume ermitteln. Um das Risiko von Interferenzen zu minimieren, musste eine enge Verbindung zwischen den physischen Komponenten und der Software hergestellt werden. Dies war eine anspruchsvolle Aufgabe, die nur mit Hilfe der Digitaltechnik zu bewerkstelligen war. So stellte das Team fest, dass es besser ist, kleinere Kabelbäume bei 48 V als bei 12 V zu verwenden, was gleichzeitig Platz und Gewicht spart und die Kompatibilität zwischen den physischen Kabelbäumen und den Rechnern verbessert.
Andere Teile, die von Stellantis Sport serienmäßig bezogen werden oder von technischen Serienprodukten stammen, funktionieren manchmal sehr gut, ohne dass sie in irgendeiner Weise verändert werden müssen – ein einfallsreicher Ansatz, der Kosten spart. Bestimmte 48-V-Motoren im PEUGEOT 9X8 stammen zum Beispiel direkt von Drohnen. Es versteht sich von selbst, dass ihre Wirksamkeit im Auto mit Hilfe einer speziellen Software simuliert und validiert wurde, aber sie erforderten keine strukturelle Veränderung.
Digitale Simulationen ermöglichen auch Anpassungen, wo dies notwendig ist, wie zum Beispiel bei der Frage, welches Material um die Auspuffrohre herum verwendet werden soll. Hier ist die Hitze sehr hoch und die Simulationen ergaben, dass die Karbonkarosserie entweder geschützt oder sogar durch Aluminium oder Titan ersetzt werden muss. Dies wurde bereits in der Entwurfsplanung hervorgehoben und bestätigte sich in der Simulationsphase und dann auch in der ersten Testphase unter realen Bedingungen.
Nach der digitalen Entwicklung diente die Festplatte mit allen technischen Daten des PEUGEOT 9X8 als Grundlage für die Erstellung eines ersten Modells im Maßstab 1:1 für den Windkanal und anschließend für die Entwicklung eines echten Rennwagens, der auf der Rennstrecke weiterentwickelt wird.
