Porsche nutzt KI für die Entwicklung moderner Antriebssysteme

Weissach. Porsche nutzt Künstliche Intelligenz (KI) in der Fahrzeugentwicklung, um Antriebe noch effizienter und nachhaltiger zu gestalten sowie Entwicklungsprozesse weiter zu optimieren. KI verleiht Computern die Fähigkeit, Probleme zu analysieren und sie automatisiert zu lösen – ähnlich wie ein Mensch. Dieses Potenzial wird bei der Antriebsentwicklung sowohl im Bereich E-Mobilität als auch beim Verbrennungsmotor als traditionelle Maschinenbaudomäne genutzt.

Bei der Entwicklung klassischer Verbrennungsmotoren löst die KI beispielsweise das Problem der Prognose des Gasgehalts im Motoröl. Da hohe Gasanteile zur Ölverschäumung und damit zu reduzierter Schmierfähigkeit führen, muss das Ölsystem auf einen möglichst geringen Gasgehalt ausgelegt werden. Messungen sind bei laufendem Motor im Fahrzeug allerdings kaum durchführbar. Ein neues KI-Verfahren von Porsche liefert nun verlässliche Prognosen über den Gasgehalt im Motoröl. „Dabei konnten wir die erforderliche Rechenkapazität für den KI-Algorithmus so geringhalten, dass wir ihn problemlos in den Motorentwicklungsprozess integrieren können“, sagt Entwicklungsingenieurin Hong Truc Jung, die bei Porsche für die KI-Tools im Antrieb verantwortlich ist. „Bei den Standardprüfstandtests läuft er permanent mit und liefert uns dabei die gewünschten Daten.“ Das erste Aggregat, bei dem Porsche das neue KI-Verfahren angewendet hat, war der Sechszylinder-Boxermotor für den Porsche Cayman GT4.

Eine KI-Anwendung der Porsche-Technologietochter Porsche Engineering ist die Bestimmung des Alterungsverhaltens der Lithium-Ionen-Batterie, die Fahrer von E-Fahrzeugen schon heute für Prognosen über die Batteriereichweite während der Fahrt nutzen. Dabei schließt der KI-Algorithmus durch den Innenwiderstand der Batterie auf ihre Alterung. Er berücksichtigt unter anderem Einflüsse wie die Temperatur und den Ladezustand sowie Ergebnisse von Langzeit- und Flottentests. Im Fahrzeug passt sich die KI an das Nutzerprofil des Fahrers an, sodass die Vorhersage immer präziser wird.

Eine besonders flexible Entwicklungsmethodik mit hohem Potenzial für unterschiedlichste Anwendungsfälle hat Porsche Engineering auf Basis der KI-Methode Deep Reinforcement Learning entwickelt. „Unsere Methodik PERL, kurz für Porsche Engineering Reinforcement Learning, geht über die spezifische Lösung einzelner Aufgaben hinaus, denn sie versteht systemische Zusammenhänge und lernt strategisch zu entscheiden“, erklärt Matthias Bach, Leiter Fachdisziplin Motor Applikation und Mechanik bei Porsche Engineering. Da die neuronalen Netze des KI-Algorithmus mehrere auch miteinander gekoppelte Parameter gleichzeitig variieren und die resultierenden Auswirkungen prognostizieren können, ist PERL prädestiniert für komplexe Motor-Applikationsaufgaben und viele andere Entwicklungsbereiche des Fahrzeugs. „Mit PERL können wir die Entwicklungszeit reduzieren und dabei bessere Applikationsergebnisse erzielen, als mit konventionellen Methoden“, ergänzt Bach. Derzeit befindet sich die Methode im Praxistest der Antriebsentwicklung und soll mittelfristig auch in anderen Bereichen wie Gesamtfahrzeug, Fahrwerk und Elektrik/Elektronik bei Porsche Engineering eingesetzt werden.

Die Porsche Engineering Group GmbH ist ein internationaler Technologiepartner der Automobilindustrie. Das Tochterunternehmen der Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG entwickelt für seine Kunden das intelligente und vernetzte Fahrzeug der Zukunft, einschließlich der Funktionen und Software. Etwa 1500 Ingenieure und Softwareentwickler beschäftigen sich mit den neuesten Technologien, zum Beispiel in den Bereichen hochautomatisierte Fahrfunktionen, E-Mobilität und Hochvoltsysteme, Vernetzung und künstliche Intelligenz. Sie führen die Tradition des 1931 gegründeten Konstruktionsbüros von Ferdinand Porsche fort und entwickeln die digitalen Fahrzeugtechnologien von morgen. Dabei vereinen sie umfassendes Fahrzeug-Know-how mit Digital- und Softwarekompetenz.

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