Computer-Simulationen beschleunigen Weiterentwicklung des ID. R

12.4.2019. Die Weiterentwicklung des ID. R läuft auf Hochtouren. Schon im Sommer 2019 soll der von zwei Elektromotoren mit 500 kW (680 PS) Systemleistung angetriebene Prototyp mit Romain Dumas am Lenkrad den Rundenrekord für Elektrofahrzeuge auf der Nürburgring-Nordschleife angreifen.

Zusätzlich zu ausführlichen Testfahrten und zur Arbeit im Windkanal setzt Volkswagen Motorsport in der Vorbereitungsphase stark auf Computer-Simulationen. Die digitalen Werk¬zeuge sind nicht nur eine unverzichtbare Unterstützung für die Ingenieure, sie sparen auch Zeit und Kosten.

Während Romain Dumas im Fahrsimulator die Strecke trainiert oder unterschiedliche Fahr­werksabstimmungen des ID. R testet, spielt für die Arbeit der Ingenieure Simulations­technologie eine elementare Rolle“, erläutert Dr. Benjamin Ahrenholz, Leiter Berechnung/Simulation bei Volkswagen Motorsport. „Im Fall der Nürburgring-Nordschleife kommt uns entgegen, dass wir zu Streckenverlauf und Fahrbahnbeschaffen­heit eine Fülle von Daten haben. Wir können damit den ID. R virtuell so effizient wie möglich gestalten, obwohl er real noch gar nicht auf der Nordschleife gefahren ist.“

Was Pilot Dumas im virtuellen Cockpit durchspielt – Fachbegriff „Driver in the Loop“ –, ergänzt der Computer in der Offline-Fahrdynamiksimulation, indem er theoretisch unendlich viele Runden mit einem gespeicherten Profil dreht. Dabei wird ermittelt, wie sich unterschied­liche Leistungsabgaben der Motoren oder eine Verlagerung des Fahrzeugschwer­punktes auf die Rundenzeit auswirken. Das Ziel: optimales Fahrverhalten und Ansprechver­halten der Motoren.

In der Strömungssimulation erforscht die Aerodynamik-Abteilung von Volkswagen Motorsport mithilfe der CFD-Technologie (Computational Fluid Dynamics), wie die Luft am effektivsten um den ID. R herum und durch die Kühlsysteme geführt wird. Gesucht wird hierbei der ideale Kom­promiss aus Abtrieb und Luftwiderstand. In der Batteriesimulation werden Strategien zu Leistungsmanagement und Rekuperation verglichen, um die in den Batte­rien gespeicherte sowie die beim Bremsen zurückgewonnene elektri­sche Energie so effizient wie möglich zu nutzen.

Und schließlich geht es in der Struktursimulation um die mechanische Auslegung einzel­ner Bauteile. Die Nürburgring-Nordschleife stellt hohe Anforderungen an die Struktur eines Rennwagens. Ein Schwerpunkt der Struktursimulation sind deshalb Berechnungen zur Belastung von Chassis, Fahrwerk und Karosserie des ID. R. Zum Bei­spiel wird die soge­nannte Topologie-Optimierung auch in der Entwicklung von Serienfahr­zeugen ange­wandt. Eine typische Aufgabenstellung ist, ein Bauteil innerhalb eines vorgegebenen Raums zu konstruieren. Während in der Serienferti­gung die Forderungen allerdings meist möglichst lange Haltbarkeit und wirtschaftli­che Herstellung betreffen, lautete die Priorität beim ID. R: so stabil wie erforderlich, gleichzeitig so leicht wie möglich.

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Volkswagen ID. R

Volkswagen ID. R (Foto: Volkswagen AG)

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