ポルシェ マカンの新型プロトタイプが公道テストを開始! フルEVとなるマカンの開発背景を追う

ポルシェ マカンの新型プロトタイプが公道テストを開始! フルEVとなるマカンの開発背景を追う

Porsche EV Macan Prototype

ポルシェ EV マカン プロトタイプ

2023年にデビューを予定しているフルEVマカン

すでに開発が明らかにされているフル電動仕様のポルシェ マカンの公道テストがスタートした。ドイツ・ヴァイザッハのポルシェ開発センター敷地内での初期テストが行われた後、入念なカモフラージュが施されたプロトタイプが、初めてポルシェの敷地外に出ている。

ポルシェAGの研究開発担当取締役を務めるミヒャエル・シュタイナーは、「現在、実際の環境下でのテストが進行中です。これは開発プロセスにおいて、最も重要なマイルストーンのひとつと言えるでしょう」と説明する。

2023年にフル電動仕様のマカンが市場に投入されるまでに、世界中の様々な条件下で約300kmものテスト走行を完了する。また、今回公道テストで使用されたプロトタイプには、数え切れないほど行われた仮想空間でのテスト走行で得られた経験が反映されているという。

フルEVとして開発中の次期型「ポルシェ マカン」、様々なバーチャルテストを経て公道での実走テストをスタート

実車に先立って製作された20台のデジタルプロトタイプ

これまで実車を使って行われてきた様々なテストに、現在ではデジタルプロトタイプが利用されるようになった。バーチャル空間を活用した開発・テストは、時間やコストの削減だけでなく資源の保護にもつながるため、持続可能性の向上をもたらすことになる。

電動マカンの開発においては、エアロダイナミクス、エネルギーマネジメント、ドライブ、音響など、さまざまな開発カテゴリーのシミュレーションを目的として、20台のデジタルプロトタイプが製作された。

ポルシェのデジタルプロトタイプ担当マネージャーであるアンドレアス・フーバー博士は「私たちは、様々な部門から上がってくるデータを定期的に照合し、それをベースに可能な限り詳細で完全なバーチャル車両を構築しています」と説明。これにより、これまで発見されていなかった設計上の矛盾点を迅速に発見し、解決することができるようになったという。

エアロダイナミクス開発担当ディレクターのトーマス・ウィーガンド博士は、「約4年前にこのプロジェクトがスタートした時、私たちはまずフローアラウンドモデルの開発からはじめました」と付け加える。

フルEVとして登場する次期マカンは、長い航続距離を確保するために、空気抵抗を小さくすることが重要命題となる。エアフローを少し改善するだけで、航続距離に大きな違いが生まれるのだ。現在、エンジニアはシミュレーションを用いて、冷却用エアダクトなどの細部に微調整を加えている。シミュレーションではパーツの配置変更を考慮するだけでなく、異なる環境下における温度差も反映可能だ。

フルEVとして開発中の次期型「ポルシェ マカン」、様々なバーチャルテストを経て公道での実走テストをスタート

 

空力と熱力学を正確にシミュレーション

ポルシェでは新たなテクノロジーの投入により、エアロダイナミクスと熱力学の両方を非常に正確にシミュレーションできるようになった。「電気自動車として開発されているマカンでは、デジタル世界での試行錯誤が欠かせません」と、空力のスペシャリストであるウィーガンド博士は指摘する。

電気駆動システムでは、バッテリーからモーターまで、従来の内燃機関を搭載した自動車とはまったく異なる冷却・温度制御コンセプトが必要となる。内燃機関では摂氏90~120度の温度範囲が目標とされているが、電気モーター、パワートレインの電子機器、高電圧バッテリーは、部品によって同じく摂氏20~70度の範囲に収めなければならない。

致命的な状況は路上走行時ではなく、高い外気温における高速・高出力充電時に発生する。しかしポルシェの開発者たちは、位置、流量、温度を正確に計算することで、致命的なトラブルを避けて充電時の状況を最適化することができたという。

フルEVとして開発中の次期型「ポルシェ マカン」、様々なバーチャルテストを経て公道での実走テストをスタート

 

バーチャルを活用したディスプレイや操作関連のテスト

バーチャルプロトタイプは、早い段階で実世界の状況と組み合わせることができる。その最たる例が、次期型マカン用に完全新規開発されたディスプレイと操作コンセプトだ。ドライバーの環境を再現するために「シートボックス」と呼ばれる機器を使用し、デジタルプロトタイプと組み合わせることで、開発の初期段階でディスプレイと操作コンセプトを再現することが可能になった。

ドライバーエクスペリエンス開発部のファビアン・クラウスマンは「このシミュレーションでは、ドライバーの視点からディスプレイや操作手順に関して、移動や旅行中に変化する様々な状況を評価することができます」と説明する。

この段階では「テストドライバー」を務めるのはスペシャリスト以外も含まれる。ドライバーと車両の間で発生する様々な状況や行動を細部に至るまで分析することができるため、最初の物理的なコクピットが製作される前に最適解を選択することが可能になるという。

フルEVとして開発中の次期型「ポルシェ マカン」、様々なバーチャルテストを経て公道での実走テストをスタート

 

今もなお欠かせない実車を使った走行テスト

次期型マカンの実動プロトタイプ1号車は、シミュレーションで得られたデータをベースに、手作業や特殊なツールを使って精巧に作られた。実動プロトタイプの段階でも、バーチャルリアリティを活用した改良プロセスが導入されており、定期的に修正が加えられる。

また、ロードテストで得られた知見がそのままデジタル開発にも反映される。前出のミヒャエル・シュタイナーは、バーチャルやデジタルが積極的に導入されている現在でも、やはり実車でのテストが欠かせないと明かす。

「車両の構造、動作の安定性、ハードウェアやソフトウェア、そのすべての信頼性がポルシェの高い品質基準を満たすためには、閉鎖された試験施設や公道における実際の状況下での耐久テストが依然として不可欠です」

次期型マカンの厳しいテストプログラムは、極端な気候や地形のもとで行われる。これは非常に厳しい基準を満たさなければならない高電圧バッテリーへの充電やコンディショニングなども含まれている。シュタイナーは長大な航続距離、高性能な急速充電、再現性のあるクラス最高の走行性能など、マカンに課された開発目標を挙げた。

「タイカンと同様に、800Vアーキテクチャーを採用したオールエレクトリック・マカンは、ポルシェだからこその『Eパフォーマンス』が提供されます。次期型マカンは、このセグメントで最もスポーティなモデルになるでしょう」

フルEVとして開発中の次期型「ポルシェ マカン」、様々なバーチャルテストを経て公道での実走テストをスタート

 

現行マカンを継ぐ内燃機関モデルが2021年中に登場

「プレミアム・プラットフォーム・エレクトリック(PPE)」が初採用された次期型マカンは、フルEVモデルとして2023年の発売を予定している。ポルシェはフルEVやPHEVを含めて、さらにラインナップの電動化を加速させていく予定だ。一方で、依然として内燃機関モデルへの需要も少なくないことをシュタイナーは指摘する。

「ヨーロッパでは電気自動車の需要が増え続けていますが、その変化のスピードは世界の市場とは少しペースが異なります。そのため、2021年中に現行マカンの後継となる従来の内燃機関を搭載したモデルを発売する予定です」

この内燃機関を搭載したモデルは、将来的にフルEV仕様として登場する次期型マカンと併売されることになる。