Es gibt keine Abkürzungen, um ein leistungsstarkes Auto zu bauen. Ich gebe mein Bestes, um Probleme zu finden und sie zu beheben. Deshalb treiben Hyundai Motor und Kia ihre Fahrzeuge in extremen Testumgebungen an ihre Grenzen.
California City, westlich der Mojave-Wüste, dem trockensten Gebiet im Westen der USA, beherbergt das California Proving Ground (Mojave Driving Test Ground) von Hyundai Motor Company und Kia. Die herausragende Leistung und hohe Qualität der Elektroautos von Hyundai Motor und Kia, die bei den weltweiten Autopreisen glänzende Auszeichnungen gewonnen haben, wird hier vollendet.
Die heutigen Automobile sind eine Ansammlung verschiedener Technologien wie Maschinenbau, Elektrotechnik und Elektronik. Da die Komponenten, die ein Auto ausmachen, erheblich zugenommen haben, erfordert hohe Qualität strenge Tests, die über die realen Straßenbedingungen hinausgehen. Ziel ist es, Probleme zu entdecken und zu lösen, die in Computersimulationen nicht gefunden werden können, und die technische Perfektion zu verbessern.
Hyundai Motor & Kia errichteten das Mojave Driving Test Center im Jahr 2005, um extreme Bedingungen zu suchen. Die Gegend ist extrem trocken mit einem Wüstenklima. Im Sommer liegt die Durchschnittstemperatur bei 39 °C und die Bodentemperatur bei über 54 °C. Im Winter hingegen beträgt die durchschnittliche Warmwettertemperatur 26 °C, aber bei Stürmen regnet es stark. So kann das Mojave Driving Test Center Tests unter einer Vielzahl von Bedingungen durchführen.
Das Mojave Driving Test Center erstreckt sich über eine Fläche von rund 17,7 Millionen Quadratmetern (etwa 5,35 Millionen Pyeong). Es verfügt über 12 Teststrecken, darunter eine Hochgeschwindigkeitsstrecke, ein universelles Testgelände und eine Langplatten-Teststrecke. Würde man alle Teststrecken aneinanderreihen, ergäbe sich eine Länge von stattlichen 61 Kilometern. Ein Testgelände dieser Größenordnung in den USA ist so riesig, dass es nur globale Automobilhersteller wie GM, Ford und Toyota besitzen.
Das Mojave Driving Test Center führt lokale Konformitätstests, nordamerikanische gesetzliche Tests, Dauerlauftests sowie Material- und Umwelttests durch. Lee Seung-yeop, Vizepräsident des Hyundai Motor und Kia American Institute of Technology, stellte das Mojave-Testgelände vor und erläuterte es wie folgt:
„Die hier durchgeführten Tests lassen sich in fünf Hauptkategorien unterteilen. Der lokale Eignungstest deckt produktbezogene Bereiche wie Fahrkomfort, Lenkstabilität und Geräuschentwicklung ab, während der nordamerikanische Gesetzestest sicherheitsrelevante Aspekte wie Fahrzeugüberschlag, Bremsweg und Ausweichgeschwindigkeit umfasst. Der Dauerlauftest misst den Zustand des Fahrzeugs auf verschiedenen Fahrbahnbelägen, und der Materialumwelttest prüft die Umweltbeständigkeit der Bauteile. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Erprobung von Geländetauglichkeit und Traktion der in Nordamerika beliebten SUVs.“
Im Mojave Driving Test Center arbeiten Forscher aus aller Welt, darunter auch vom amerikanischen Technologieforschungsinstitut von Hyundai Motor und Kia. Jährlich werden dort mehr als 300 Fahrzeuge getestet, wobei allein auf dem Testgelände durchschnittlich 200.000 Kilometer in den USA zurückgelegt werden. Das Mojave Driving Test Center ist das Ergebnis des Engagements von Hyundai Motor, in jeder Umgebung sichere Mobilität zu bieten. Es ist die treibende Kraft hinter den steigenden Verkaufszahlen in Nordamerika und weltweit sowie die Grundlage für die Stärke, die Hyundai auf dem Markt für Elektrofahrzeuge und SUVs aufbauen konnte.
Die Hitze der Elektrofahrzeuge in der heißen Wüste bestimmen
Derzeit, während der globale Automobilmarkt rasant auf Elektrifizierung umstellt, werden Hyundai Motor und Kia als die erfolgreichsten Unternehmen beim Umstieg auf Elektroantriebe bewertet. Insbesondere die auf der E-GMP-Plattform basierenden reinen Elektromodelle der Hyundai Motor Group werden auf den Märkten weltweit gut angenommen und unterstreichen ihre einzigartige Präsenz.
Die auf der E-GMP-Plattform basierenden vollelektrischen Modelle der Hyundai Motor Group überzeugen mit einem hohen Perfektionsgrad.
Der Grund für die hohe Beliebtheit der Elektroautos von Hyundai und Kia liegt in ihrem hohen Perfektionsgrad. Die Anforderungen an die Verbesserung der Serienreife von Elektroautos unterscheiden sich grundlegend von denen von Verbrennern. Elektroautos tragen eine hochdichte Batterie mit sich und sind im Vergleich zu Verbrennern über 300 kg schwerer. Das entscheidende Bewertungskriterium ist, ob die Belastungen für Fahrwerk, Reifen und Karosserie standhalten. Zudem gilt die Beherrschung der Wärmeentwicklung durch Hochspannungsströme und Motoren, die sich mehr als 10.000 Mal pro Minute drehen, als wichtiger Bewertungsfaktor.
Hyundai und Kia nutzen das Mojave-Testgelände intensiv, um die Wärmemanagementleistung unter extremen Bedingungen zu prüfen. An Tagen mit Temperaturen über 45 °C und einer Einstrahlung von mehr als 1.000 W pro Quadratmeter werden intensive Tests des Wärmemanagements und der Kühlleistung von Elektroautos durchgeführt. Managing Director Lee Seung-yeop erläuterte die Leistungstests für Elektroautos wie folgt:
„Elektroautos sind schwerer als Verbrenner. Daher sind Fahrdynamiktests wie Fahrkomfort und Lenkstabilität sehr wichtig. Und Tests wie Laden, Entladen, Reichweite und Wärmemanagement, die für Elektroautos spezifisch sind, werden ebenfalls im Mojave Driving Test Center durchgeführt. Dies hat dazu geführt, dass viele neue Technologien im Bereich der Elektrifizierung validiert wurden, während die Ära der Elektroautos anbricht.“
Hyundai und Kia haben die Intensität der Tests zum Wärmemanagement und zur Kühlleistung mit dem Einzug der Elektroauto-Ära weiter erhöht. Ziel ist es, die Kühlleistung zu verbessern und das Wärmemanagementsystem zu optimieren, um eine übermäßige Erwärmung des Motors oder des Batteriesystems selbst unter harten Fahrbedingungen wie Anhängerbetrieb, Steigungen, Hochgeschwindigkeitsfahrten und kurvigen Strecken zu verhindern.
Beim Ioniq 5 N etwa bestand das Hauptziel im Entwicklungsprozess darin, die Batterietemperatur selbst unter extremen Fahrbedingungen nicht über 60 °C steigen zu lassen. Nach unzähligen Wiederholungen von Schnellladevorgängen und Testfahrten auf dem Mojave Driving Test Site gelang es uns, alle widersprüchlichen Anforderungen – effizientes Energiemanagement und maximale Fahrleistung – unter einen Hut zu bringen.
Die Bemühungen um Leistungssteigerung beschränken sich jedoch nicht auf das Mojave Driving Test Center. Die gesamten USA dienen Hyundai Motor und Kia als Testbühne. Im vergangenen Jahr verbrachten die Forscher des Mojave Driving Test Center rund zehn Wochen damit, die Batteriesicherheit und das thermische Energiemanagement von Elektrofahrzeugen in verschiedenen Umgebungen der USA zu optimieren – darunter Death Valley, Minnesota und Oregon.
Zum Leistungstest von Elektrofahrzeugen gehört selbstverständlich auch der ‘Hochgeschwindigkeitszyklus’. Die Hochgeschwindigkeitsstrecke – eine 10,3 km lange ovale Dreispurpiste – simuliert US-amerikanische Highways. Sie ist das größte Testareal auf dem Mojave Driving Test Site und erlaubt Geschwindigkeiten von bis zu 200 km/h. Aufgrund ihrer Größe dauert eine Runde drei Minuten.
Das neue Fahrzeug durchläuft auf der Hochgeschwindigkeits-Hauptstrecke einen strengen umfassenden Dauertest. Im Schnitt drei Monate lang wiederholt es Hochgeschwindigkeitsfahrten, um die Alterung des Fahrzeugs zu messen. Gleichzeitig werden diverse Tests durchgeführt, etwa zur Antriebsleistung oder zur Windgeräuschbewertung. Pro Fahrzeug werden 30.000 Meilen (rund 48.000 km) zurückgelegt, und um den Test zu bestehen, müssen über 4.000 Runden absolviert werden.
Das Mojave Driving Test Center verfügt zudem über zahlreiche Fahrbahnbeläge, um die Performance von Elektrofahrzeugen mit Batterien unter dem Fahrzeugboden zu bewerten. Unter Berücksichtigung verschiedener äußerer Straßenumgebungsbedingungen wird die Haltbarkeit des Fahrzeugunterbodens auf insgesamt 16 Fahrbahntypen geprüft – darunter feste Straßen, Langwellenstrecken und Offroad-Pisten (raue Wege).
Der Dauertest ist so extrem, dass bereits 10.000 Meilen (etwa 16.000 km) die gleiche Wirkung haben wie 100.000 Meilen (etwa 160.000 km) auf einer normalen Straße. Insbesondere die Tortur auf der Wellblechpiste verschärft die Belastungen für die Batterie und die Fahrzeughaltbarkeit weit über das normale Maß hinaus. Hyundai Motor und Kia stellen hier durch rund 500 Testfahrten eine extreme Haltbarkeit sicher.
Haltbarkeit von Komponenten für extreme Umgebungen
Hyundai Motor und Kia nutzen die Hitze am Mojave-Testgelände, um zu prüfen, wie die einzelnen Fahrzeugteile auf Wärme reagieren. In der ‘Material Environment Sustainability Facility’ werden die Auswirkungen von Sonneneinstrahlung und Sonnenwärme auf die Bauteile gemessen. Gelistet sind zahlreiche Teile, aus denen ein Auto besteht – von Stoßfängern, Scheinwerfern und Außenteilen wie Lackmustern über selbstfahrende Sensoren bis hin zu Innenraumkomponenten wie Armaturenbrettern und Sitzen. Sie werden über einen langen Zeitraum extremen Bedingungen ausgesetzt, um Farbveränderungen und Materialermüdung zu beobachten.
Yoon Young-jun, leitender Forscher des Dauerhaltbarkeitsteams am Hyundai Motor & Kia American Institute of Technology, erklärte: „Die Paneele, auf denen die Bauteile ausgestellt sind, bewegen sich je nach Sonnenstand und blicken tagsüber kontinuierlich direkt in die Sonne. Dadurch können wir die Haltbarkeit bis zu 30-mal schneller überprüfen als bei Variantentests in anderen Regionen.“ Es geht darum, die Haltbarkeit unter extremen Bedingungen durch harte Tests zu gewährleisten, bei denen die äquivalente jährliche Sonneneinstrahlung in nur wenigen Monaten absorbiert wird.
Ein Test für ein gut laufendes und leises Elektroauto
Die Bedeutung von „Ride and Handling“ (R&H) für die Entwicklung eines gut fahrenden Autos ist enorm. Die Forscher am Mojave Driving Test Center führen Tests auf verschiedenen Streckenabschnitten durch, wie der „universellen Teststrecke“, der „Komfort- und Geräuschteststrecke“ und der „Handling-Teststrecke“, um den Fahrkomfort und das Handling von Elektrofahrzeugen zu bewerten.
Handling-Tests helfen, eine stabile Fahrleistung der Fahrzeuge im hochgelegenen, zerklüfteten Gelände der USA sicherzustellen. Mit einer Gesamtlänge von 5 km besteht die Strecke aus einem schnellen Kurvenabschnitt und einer Steigung von 8 %, sodass intensive Fahrtests in Grenzsituationen möglich sind, wie etwa das Einfahren in eine Kurve mit hoher Geschwindigkeit und das anschließende schnelle Herausbeschleunigen. Dies führt zur Sicherung einer stabilen Fahrleistung auch auf heimischen Straßen mit vielen Bergregionen.
Auf der 5,3 km langen Langplattenteststrecke mit einer Steigung von 2 bis 12 % wird hauptsächlich die Steigfähigkeit des Antriebssystems getestet. Dies liegt daran, dass die Bedingungen perfekt sind, um das hohe Drehmoment von Elektrofahrzeugen zu prüfen. Die Forscher testen die Beschleunigungsleistung der Elektroautos, indem sie die Fahrzeuge auf den Rampen wiederholt anhalten und wieder anfahren lassen.
Da motorgetriebene Elektrofahrzeuge keinen Motorlärm erzeugen, ist die Außengeräuschkulisse umso präsenter. Deshalb legen Hyundai Motor und Kia großen Wert darauf, die in verschiedenen Straßenumgebungen und Fahrsituationen entstehenden Geräusche so weit wie möglich zu reduzieren. Der Fahrkomfort- und Geräuschtest im Mojave Driving Test Center bildet die unterschiedlichen realen Straßenverhältnisse auf US-amerikanischen Straßen nach. In Nordamerika kommen je nach Straße unterschiedliche Belagstechniken zum Einsatz – daher wurden im gesamten Testgelände verschiedene Belagsarten aufgebracht, um dies abzubilden.
Zudem sind die Straßen in Nordamerika häufig mit sogenannten ‘Slurry Seals‘ beschichtet, die den Asphaltbelag angesichts des starken Sonnenlichts dauerhaft widerstandsfähig machen. Die Straßenoberfläche ist dadurch rau, was beim Fahren zu spürbaren Restvibrationen führt. Hinzu kommen Geräusche durch verwitterte Fahrbahnen (Wind, Regen, Sonne), Aufprallgeräusche auf rissigem Asphalt, Bahnübergängen und Kanaldeckeln – insgesamt eine anspruchsvolle Geräuschkulisse.
Entsprechend führen Hyundai Motor und Kia auf der Teststrecke, die den ‘LA Freeway‘ als repräsentative Hauptverkehrsader sowie 30 verschiedene US-amerikanische Straßenzustände (New York, Detroit, Denver, San Francisco) nachbildet, eine lokale Eignungsbewertung für den US-Markt durch. Ziel ist es, Geräusche zu minimieren, die Stoßdämpfung des Fahrzeugs zu verbessern und die auf den Innenraum übertragenen Vibrationen so weit wie möglich zu unterdrücken – für ein rundum gutes Fahrgefühl.
Mojave-Testgelände entwickelt sich im Einklang mit globalen Trends weiter
Ein weiteres Merkmal des Mojave Driving Test Centers ist das ‘Evoring’. Das von globalen Kunden geforderte Automobil- und Marktumfeld verändert sich ständig. Dem entsprechend werden die Anlagen verbessert und erweitert, um noch strengere Tests durchführen zu können. Matthew R. R., ein Absolvent des American Institute of Technology von Hyundai Motor und Kia, der seit 20 Jahren im Mojave Driving Test Center arbeitet und für den Betrieb und das Management zuständig ist, erklärt:
„Mit dem technologischen Fortschritt führen wir kontinuierlich neue Tests ein, die es vor 20 Jahren noch nicht gab. Es ist eine wichtige Aufgabe, verschiedene Teststrecken und Forschungseinrichtungen entsprechend dem Umfeld zu bauen und zu verwalten. Das Mojave Driving Test Center unternimmt große Anstrengungen, um Tests für die Zukunft durchzuführen und dabei die Wüstennatur so zu erhalten, wie sie ist.“
Als das Mojave Driving Test Center fertiggestellt wurde, gab es nur eine Offroad-Teststrecke. Der Fokus lag damals auf der Simulation von Stadt- und Autobahnfahrten auf asphaltierten Testpisten. Inzwischen wurde die Zahl der Offroad-Strecken im Mojave Driving Test Center auf sieben erhöht, und weitere Testpisten befinden sich im Bau. Ziel ist es, ein Auto zu bauen, das jedem Umfeld gerecht wird – im Einklang mit dem globalen SUV-Trend. Kang Hee-jin, Senior Researcher im Fahrzeugprüfungs- und Entwicklungsbüro des American Technology Research Institute von Hyundai Motor und Kia, erläutert dies wie folgt:
„Das Mojave Driving Test Center hat seit seiner Gründung eine Vielzahl von Tests hinzugefügt. Früher stand der Hitzetest von Verbrennungsmotoren im Mittelpunkt, heute wurde das Programm auf verschiedene Tests ausgeweitet, darunter Fahr- und Ausdauertests von umweltfreundlichen Fahrzeugen einschließlich Elektroautos sowie Offroad-Tests von SUVs. Die Tests ändern sich genauso schnell wie die Trends in der Automobilindustrie.“
In den USA gibt es viele Möglichkeiten für Offroad-Fahrten, und die Umgebung ist vielfältig. Daher ist es notwendig, verschiedene Bedingungen in einem anspruchsvolleren Umfeld zu überprüfen, als die Straßen, die Kunden befahren, um eine robuste Leistung zu gewährleisten. Lee Kyung-jae, Senior Researcher des Chassis Energy Performance Test Teams am Hyundai Motor und Kia American Institute of Technology, erklärte: „Der Offroad-Test verstärkt die Überprüfung verschiedener äußerer Umgebungsbedingungen, indem zusätzlich zum bestehenden unbefestigten Testparcours verschiedene Fahrbahnoberflächen hinzugefügt werden. Hier entwickeln wir leistungsstarke SUVs, die den Kundenbedürfnissen im Einklang mit dem globalen Trend zu Outdoor-Aktivitäten wie Camping gerecht werden können.“
Die auf rauem Terrain verfeinerte Technologie kommt der Sicherheit aller zugute.
Der Offroad-Fahrtest ist nicht nur für SUVs gedacht. Er trägt auch zur Sicherung der Technologie für die Sicherheit aller bei. Der TCS-Test (Traction Control System) ist ein gutes Beispiel.
TCS ist eine unverzichtbare Offroad-Funktion, die es dem Fahrzeug ermöglicht, leicht aus dem rauen Gelände herauszukommen, indem sie die Antriebskraft auf das Bodenkontakt haltende Rad konzentriert, wenn es über eine Kuppe fährt oder durch eine Mulde rollt. Hyundai und Kia haben eine Vielzahl von Fahrbahnoberflächen vorbereitet, darunter Sandpisten, Schotterwege und Asphaltkuppen, auf denen TCS getestet werden kann. Dies ist eine Testphase, um die Leistung des TCS zu steigern, während die Offroad-Fahreigenschaften entwickelt werden. Erläutert von ‚Lance McLaws‘, Senior Researcher am Chassis Thermal Energy Performance Test Team am Hyundai Motor & Kia American Institute of Technology.
„Ich bin verantwortlich für die gesamte Bewertung und Abstimmung der Offroad-Fahreigenschaften, wie die Antriebskraftregelung bei niedrigen Geschwindigkeiten auf rauem Untergrund, den Radschlupf (Radschlupf bedeutet, dass das Rad durchrutscht und auftritt, wenn eine Kraft übertragen wird, die über der Haftgrenze liegt). Und wir führen auch Überprüfungen der Fahrleistung auf sehr rauen Offroad-Strecken durch. Sie werden überrascht sein, wie anspruchsvoll steile Hänge und felsige Wege in einem SUV wie dem Kia Telluride sein können.“
Geländetests wie dieser sind nicht nur SUVs vorbehalten. Elektrofahrzeuge, die dank ihres Elektromotors sofort ein nahezu maximales Drehmoment liefern, bieten auch auf unwegsamen Strecken eine hervorragende Fahrleistung. Allerdings erfolgt die Kraftübertragung so schnell, dass leicht ein Radschlupf entstehen kann. Um dies zu kontrollieren, muss das TCS verfeinert werden. Chef-Forscher Lance McRuss äußerte sich stolz über seine Arbeit:
„Das US-amerikanische Institut für Technologie führt Software- und Hardwareabstimmungen durch und berücksichtigt dabei zahlreiche Aspekte wie Design und Regularien. Es gibt mehrere Beispiele für die Abstimmung und Verbesserung der Fahrsicherheit, um bestimmte Hindernisse oder raue Straßen stabiler zu meistern. Die Radschlupfregelung, ein Teil meiner Arbeit, ist letztlich eine Sicherheitsspezifikation – auch wenn sie ein Nebeneffekt ist. Es ist wirklich erfüllend zu wissen, dass Kunden eines Tages dank der von mir abgestimmten Funktionen sicherer fahren können.“
Matthew Al Shea, Betriebsleiter des Mojave Driving Test Centers, zeigte sich stolz auf das Mojave Driving Test Center und sagte: „Ich bin immer stolz darauf, in den letzten 20 Jahren alle Errungenschaften von Hyundai Motor und Kia miterlebt zu haben. Und es ist sehr erfüllend, mit den für die Fahrzeugentwicklung zuständigen Forschern zusammenzuarbeiten. Die Forscher lieben Autos wirklich und stecken ihre ganze Leidenschaft in selbst die kleinsten Änderungen am Fahrzeug. Das ist das Mojave Driving Test Center, wo man mit Menschen arbeitet, die viel Zuneigung und Stolz für ihre Arbeit haben.“
Kommentare
Noch keine Kommentare. Sei der Erste.