Porsche Engineering Magazine 2011/1 Jubiläumsausgabe

Porsche Engineering Magazin

Jubiläumsausgabe 1/2011

80 Jahre Kundenentwicklung.Zeit, zurückzublicken?

Porsche Engineering Magazin

Jubiläumsausgabe 1/2011

Gerne, aber bitte nicht lange.Die Zukunft wartet.

Bei Porsche Engineering tüfteln Ingenieu-re für Sie an neuen, ungewöhnlichenIdeen für Fahrzeuge und industrielle Pro-dukte. Im Auftrag unserer Kunden ent-wickeln wir vielfältige Lösungen – vonder Konzeption einzelner Komponentenüber die Auslegung komplexer Modulebis hin zur Planung und Durchführungvon Gesamtfahrzeugentwicklungen ein-schließlich Serienanlaufmanagement.Das Besondere daran: All das geschiehtmit dem Know-how eines Serienherstel-

Über Porsche Engineering

lers. Sie benötigen für Ihr Projekt einenAutomobilentwickler? Oder ziehen Sieeinen spezialisierten Systementwicklervor? Wir bieten unseren Kunden beides –da Porsche Engineering an der Schnitt-stelle beider Bereiche arbeitet. DasWissen von Porsche Engineering läuftgebündelt in Weissach zusammen – undist doch weltweit verfügbar. Selbstver-ständlich auch bei Ihnen direkt vor Ort.Egal, wo wir arbeiten – wir bringen stetsein Stück Porsche mit.

4 Porsche Engineering Magazin 1/2011

Impressum

RedaktionsleitungFrederic Damköhler

Gestaltung: Agentur Designwolf, Stuttgart Repro: Piltz Reproduktionen, StuttgartDruck: Leibfarth&Schwarz, Dettingen/ErmsÜbersetzung: TransMission Übersetzungen, Stuttgart

Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck, auch auszugsweise, nurmit Genehmigung des Herausgebers. Für die Rück sendung un-verlangt eingegangener Fotos, Dias, Filme oder Manuskriptekann keine Gewähr übernommen werden.

Porsche Engineering ist eine 100%ige Tochtergesellschaft derDr. Ing. h.c. F. Porsche AG.

HerausgeberPorsche Engineering Group GmbH

AnschriftPorsche Engineering Group GmbHPorschestraßeD-71287 Weissach

Tel. +49 711 911 - 8 88 88Fax +49 711 911 - 8 89 99

E-Mail: [email protected]: www.porsche-engineering.de

Impressum Porsche Engineering Magazin

Editorial

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Auch das intelligente Wärmemanagementspielt in der Elektromobilität eine wichtigeRolle. Die Ingenieurinnen und Ingenieurevon Porsche Engineering entwickeln hier-für neue Technologien, um mit der verfüg-baren Batteriekapazität optimale Tempe-rierungsergebnisse zu erzielen.

Die konsequente Elektrifizierung desAntriebs zieht sich durch viele Bereicheder Mobilität. Seien es batteriebetrie-bene Wassersportgeräte oder voll ge-ländegängige Hybrid-Mountainbikes. DieSpitze dieser Entwicklung ist derzeit derPanamera S Hybrid, der wie kein an deresFahrzeug Effizienz, Sportlichkeit und Ele -ganz vereint.

Sie sehen, unsere Ideen reichen weit indie Zukunft. Wir freuen uns auf jede neueHerausforderung zum Tüfteln.

Viel Spaß beim Lesen dieser Jubiläums-ausgabe wünschen Ihnen

Ihr Malte Radmann und Dirk LappeGeschäftsführung Porsche Engineering

seit mehr als 80 Jahren steht der Name Porsche für Ent-

wicklungsleistungen mit höchsten Ansprüchen an Qua-

lität und Innovationskraft. Wir entwickeln Lösungen, die

unsere Kunden voranbringen und widmen uns kontinu-

ierlich den Herausforderungen von morgen.

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

Auch Ferdinand Porsche schaute stetsvoraus und entwickelte bereits im Jahr1900 das erste funktionsfähige Hybrid-automobil der Welt. Mit der Gründungseines Konstruktionsbüros im Jahr 1931stellte Porsche seine Kreativität und seinIngenieurswissen auch externen Kundenzur Verfügung. Diese Tradition pflegenwir weiter.

Begleiten Sie uns auf einer Reise durchunsere Geschichte und entdecken SieMeilensteine unserer Entwicklungsar-beit. Lassen Sie uns dort jedoch nichtzu lange verweilen: Denn die Zukunftwartet. Elektromobilität ist in aller Mun-de. Wir zeigen Ihnen, was wir dazu bei-tragen.

Beispielsweise mit Erkenntnissen ausdem Forschungsprojekt Boxster E, ei-nem vollelektrisch angetriebenen Por-sche Boxster, der ein neues Kapitel derPorsche Intelligent Performance auf-schlägt und für den wir unter anderemdie Hochvoltbatterie entwickelten, auf-bauten und testeten.

Porsche Engineering Magazin 1/2011

JUBILÄUM

Pionierleistungen seit 80 JahrenDie Porsche Kundenentwicklung

Über Porsche EngineeringImpressumEditorial

ELEKTROMOBILITÄT

Intelligent zu neuen HöchstleistungenDas Forschungsprojekt Boxster E

WärmemanagementNeue thermodynamische Lösungen für dieElektromobilität

Die Elektrifizierung der MobilitätDas Porsche-Mountainbike Hybrid RS undder Seabob


Themen

Cover

Schon lange vor der Titelaufnahme aus dem Jahr1942 beschäftigte sich Ferdinand Porsche mitElektromobilität – was er wohl zum Boxster E sagen würde?

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Panamera S HybridPorsche Gran Turismo setzt neuen Klassen-Maßstab 40

News

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Inhalt

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Innovation als TraditionDie Geschäftsführung von Porsche Engineeringim Gespräch

7Porsche Engineering Magazin 1/2011

Historie

Über viele Jahrzehnte hat sich Porsche Engineering internatio-nal den Ruf als exzellenter undvielseitiger Ingenieurdienstleistererworben

Interview

Die Geschäftsführung von Porsche Engineering über Tradition undZukunft des Ingenieurdienstleisters

Forschung

Neue Erkenntnisse für die Elektro-mobilität: das Forschungsfahr-zeug Boxster E, dessen Hochvolt-batterie Porsche Engineering entwickelte, aufbaute und testete

Entwicklung

Innovative, thermodynamische Lösungen fürdie Herausforderungen der Elektromobilität

Themen

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Für das Porsche Museum in Stuttgart-Zuffenhausen ist das 80-jährige Jubiläumder Porsche Kundenentwicklung einesder zentralen Themen des Jahres 2011.Vom 21. Juni bis 11. September 2011 wür-digt die Sonderausstellung „Porsche Engi-neering – 80 Jahre Porsche-Konstruktio-nen“ die wichtigsten und interessantestenKundenentwick lungen aus den vergan-genen acht Jahrzehnten. Gezeigt werdenrund 20 besondere Exponate, derenSpektrum von der Gesamtfahrzeugent-wicklung über Motoren und Getriebe biszu außergewöhnlichen Industrieprojektender Ge genwart reicht. Unter den zehngezeigten Fahrzeug-Kundenentwicklungenbe finden sich unter anderem eine Wande-rer-Limousine aus dem Jahr 1931, der le-gendäre Auto Union Grand-Prix-Rennwa-gen oder der Audi Sport quattro S1.

Sonderausstellung Porsche MuseumDas Porsche Museum hat dienstagsbis sonntags jeweils von 9.00 bis18.00 Uhr geöffnet.

Weitere Infomationen finden Sie imInternet unter:www.porsche.de/museum


News

Porsche Museum in Stuttgart-Zuffen hausen

Zeitgleich mit dem zehnjährigen Jubi-läum der Porsche Engineering s.r.o.,Prag, beziehen die Ingenieurinnen undIngenieure der tschechischen Nieder-lassung ihre neuen Büroräume. DerStandort Prag ist spezialisiert auf kom-plexe technische Berechnungen undSimulationen. Hierbei fließen aktuelleEntwicklungen und Methoden aus derForschung ein. Porsche Engineeringkooperiert seit langer Zeit mit derTechnischen Universität Prag.

Standort Prag: Umzug in neues Gebäude

AKTUELL

Historische Seiten

News


Scania setzt auf Porsche Engineering

Der Porsche Classic Cooler ist die per-fekte Synthese aus Technik und De-sign. Ein Porsche-Original. Entwickeltwurde der exklusive Flaschenkühler imRahmen eines Nachwuchsförderungs-programms von zehn Jungingenieur in - n en und -ingenieuren der Porsche En gi -ne ering für die Porsche Design Driver’sSelection.

Die Formensprache des Porsche ClassicCooler wird bestimmt durch die Verwen-dung eines Original-Rippenzylinders undversprüht damit den puris tischen Cha -rakter eines historischen, luftgekühltenPorsche 911-Motors. Die Teilnehmer desNachwuchsprogramms begleiteten dengesamten Entwick lungsprozess des Fla-schenkühlers – von der Idee bis zumfertigen Produkt.

Coole SacheDas Porsche Museum beleuchtet die 80-jährige Geschichte der Porsche Kunden-entwicklung mit einer weiteren Publikationaus der Reihe „Edition Porsche Museum“.Auf 200 Seiten werden die interessan -tes ten Kundenentwick lungen aus denvergangenen 80 Jahren präsentiert. Zahl-reiche Fotografien, Zeichnungen undDo kumente aus den Beständen des Por-sche-Archivs erlauben einen tiefen Ein-blick in die Arbeit der Porsche-Ingenieure,wo es sonst heißt: topsecret.

Das Buch ist für 14,90 Euro im Museums -shop sowie im Buchhandel erhältlich.

Der schwedische NutzfahrzeugherstellerScania entwickelt mit Porsche Engi -neering seine neue LKW-Kabinengene-ration. „Mit Porsche Engineering habenwir einen Partner gefunden, der in Hin-blick auf Entwicklungs- und Produktions-vorstellungen optimal zu uns passt“,sagte Per Hallberg, Vorstand Entwick -lung und Einkauf bei Scania. „Zusammenwerden wir LKW-Kabinen entwickeln,die optimal auf Scanias Bedürfnisse hin-sichtlich Styling und Funktionalität aus -gerichtet sind.“

Der Porsche Classic Cooler ist in denPorsche Design Driver’s SelectionShops erhältlich oder online unter:www.porsche.de/shop

Jubiläum Historie

Pionierleistungen seit 80 Jahren – die Porsche KundenentwicklungAM 25. APRIL 1931 GRÜNDETE FERDINAND PORSCHE IN STUTTGART EIN KONSTRUK-TIONSBÜRO MIT DEM NAMEN „DR. ING. H.C. F. PORSCHE GESELLSCHAFT MIT BE SCHRÄN K - TER HAFTUNG, KONSTRUKTION UND BERATUNG FÜR MOTOREN- UND FAHRZEUGBAU“.DIE KUNDENENTWICKLUNG VON PORSCHE – HEUTE TÄTIG UNTER DEM NAMEN PORSCHEENGINEERING – ENTWICKELT SEIT ÜBER 80 JAHREN IM AUFTRAG VON AUTOMOBIL-HERSTELLERN, ZULIEFERERN UND ANDEREN INDUSTRIEUNTERNEHMEN AUS ALLER WELT.

Jubiläum Historie

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Der Geschäftsbereich der heutigen Por-sche Engineering Group GmbH geht aufdie älteste Vorgängergesellschaft derPorsche AG zurück. Ferdinand Porschehatte am 25. April 1931 in Stuttgart einKonstruktionsbüro mit dem Namen „Dr.Ing. h.c. F. Porsche Gesellschaft mit be-schränkter Haftung, Konstruktion undBeratung für Motoren- und Fahrzeug-bau“ gegründet und ins Handelsregistereintragen lassen. Zum damaligen Zeit-punkt konnte der Unternehmensgrün-der Ferdinand Porsche bereits auf eine

mehr als 30-jährige erfolgreiche Tätig-keit bei den führenden Automobilher-stellern seiner Zeit zurückblicken.

Der Automobilkonstrukteur Ferdinand Porsche

Seit dem Beginn des letzten Jahrhun-derts steht der Name Porsche in Ver-bindung mit wegweisenden Innovatio-nen im Automobilbau. Bereits ab demJahr 1896 hatte sich Ferdinand Porschemit der Konstruktion und Entwicklung

seiner ersten Automobile beschäftigt.Das erste Resultat war ein von gelenk-ten Radnabenmotoren angetriebenesElektrofahrzeug mit dem Namen „Loh-ner-Porsche“, das auf der Pariser Welt-ausstellung 1900 für Aufsehen sorgte.Nicht weniger visionär war die nächsteIdee Ferdinand Porsches: Ebenfallsnoch im Jahr 1900 kombinierte er sei-ne batteriegespeisten Radnabenantrie-be mit einem Benzinmotor – das Prin-zip des seriellen Hybridantriebs wargeboren.

Seit mehr als sechs Jahrzehnten gilt die Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Stuttgart, als führender

Hersteller sportlicher Premiumautomobile. Die Erfolgsgeschichte der Porsche AG

basiert auch auf jahrzehntelanger Entwicklungserfahrung, die weit über den Sport wagen -

bau hinausgeht. Über viele Jahrzehnte hat sich Porsche den Ruf als einer der renommier -

testen und vielseitigsten Ingenieurdienstleister der Welt erworben.

80 Jahre Porsche Kundenentwicklung

1950, Prof. Ferdinand Porsche (3.v.l.) und Ferry Porsche (2.v.l.) vor einer Konstruktionszeichnung im Büro


Jubiläum Historie

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Mit dem ersten funktionsfähigen Voll -hybridautomobil der Welt, dem „SemperVivus“ („Immer lebendig“), hatte Fer -dinand Porsche technisches Neulandbetreten. Bei diesem Fahrzeug bildetenzwei mit Benzinmotoren gekoppelte Ge-neratoren eine Ladeeinheit, die gleichzei-tig Radnabenmotoren und Batterien mitStrom versorgte.

Als Vollhybrid-Konzept war der „SemperVivus“ in der Lage, auch größere Distan-zen rein elektrisch zu fahren, bis derVerbrennungsmotor als Ladestation inBetrieb genommen werden musste. UmGewicht zu sparen und Platz für einenBenzinmotor zu schaffen, nutzte Ferdi-nand Porsche im „Semper Vivus“ einevergleichsweise kleine Batterie mit nur44 Zellen. Zur Stromerzeugung in stal lierteer in der Fahrzeugmitte zwei wasser -gekühlte 3,5 PS-DeDion Bouton-Benzin-motoren, die zwei Generatoren mit je2,5 PS antrieben. Beide Motoren liefengetrennt voneinander und lieferten je-weils 20 Ampere bei einer Spannung

mobilunternehmen verantwortlich. Zuden größten Erfolgen in dieser Zeit zähltder sogenannte „Prinz-Heinrich-Wagen“,mit dem die Austro-Daimler-Werksmann-schaft im Jahr 1910 die ersten drei Plätzebei der viel beachteten Prinz-Heinrich-Fahrt gewann. Mit dem Austro-Daimler„Sascha“ entwickelte er einen Kleinwa-gen, der sich 1922 bei der Targa Floriogegen eine hubraumstärkere Konkurrenzdurchsetzte und der insgesamt nichtweniger als 43 Rennsiege einfuhr.

von 90 Volt. Ab 1901 brachte FerdinandPorsche sein Konzept des Hybridan-triebs als Lohner-Porsche „Mixte“ undab 1906 als „Mercedes Electrique“ biszur Serienreife.

1906 folgte der nächste KarriereschrittFerdinand Porsches. Mit nur 31 Jahrenerhielt er den Posten des TechnischenDirektors bei Austro Daimler in WienerNeustadt und war somit für die Produkteeines der führenden europäischen Auto-

Links: 1900, Originalskizze des Lohner-Porsche Elektromobils

Unten: 1900, Lohner-Porsche Elektromobil auf der PariserWeltausstellung

1922, Austro-Daimler „Sascha" Typ ADSR-I beim Riesrennen in Graz/Steiermark


Jubiläum Historie

schichte gilt zudem die am 10. August1931 zum Patent angemeldete Dreh-stabfederung, die über viele Jahrzehnteim internationalen Automobilbau zumEinsatz kam.

Im Frühjahr 1933 erhielt Ferdinand Por-sche von der sächsischen Auto Unionden Auftrag, nach den Regeln der neuen750-kg-Rennformel einen 16-Zylinder-Rennwagen zu entwickeln. Bereits im Ja-nuar 1934 erzielte der sogenannte Auto

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1933, der Porsche Typ 7 für Wanderer, die erste Kundenentwicklung Porsches

1931, die von Porsche patentierte Drehstab -federung (Porsche Typ 17)

Bereits im Jahr 1931 konstruierte Porschefür den Chemnitzer Automobil her stellerWanderer eine Sechszylinder-Mittel klasse -limousine sowie einen neuen Reihen-Achtzylindermotor. Daneben entwickeltedas Konstruktionsbüro im Auf trag derZündapp GmbH einen Kleinwagen, dersich mit Heckmotor, Zentralrohrrahmenund einem vor der Hinterachse liegen-den Getriebe als entscheidend für denspäteren Volkswagen erweisen sollte.Als ein Meilenstein der Automobilge-

1923 wechselte Porsche als TechnischerDirektor zur Daimler-Motoren-Gesellschaftnach Stuttgart-Untertürkheim. Dort wa-ren es neben dem Mittelklassemodell Typ8/38 und dem ersten Mercedes-Benzmit Achtzylindermotor, dem Typ „Nür-burg“ 460, vor allem die kompressor -aufgeladenen Sport- und Rennwagen, dieseinen weltweiten Ruf als Automobilkon-strukteur weiter festigten. Im Januar 1929verließ er die Daimler-Benz AG. Nach ei-nem kurzen Intermezzo bei den österrei-chischen Steyr-Werken kehrte er zumJahresende 1930 nach Stuttgart zurückund eröffnete ein Konstruktionsbüro.

Die Gründung des Porsche-Konstruktionsbüros

Auf dem Höhepunkt der Weltwirtschafts-krise wurde am 25. April 1931 die „Dr.Ing. h.c. F. Porsche Gesellschaft mit be-schränkter Haftung, Konstruktion undBeratung für Motoren- und Fahrzeug-bau“ in das Stuttgarter Handelsregistereingetragen. Das Arbeitsspektrum deszu Beginn zwölfköpfigen Teams um Fer-dinand Porsche umfasste von Anfang andie gesamte Bandbreite der Kraftfahr-zeugtechnik.

1927, Mercedes Benz Typ „S” bei der Ehrung von Otto Merz anlässlich seines Sieges beim GroßenPreis von Deutschland


Jubiläum Historie

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Im November 2007 entschied sich das Porsche Museum füreines der interessantesten und herausforderndsten Projekteseiner Geschichte: den originalgetreuen Nachbau des Lohner-Porsche „Semper Vivus“ aus dem Jahr 1900. Der Bau diesesersten funktionsfähigen Hybridautomobils der Welt war auchmehr als 100 Jahre nach seiner Erfindung eine große Heraus-forderung für alle Beteiligten. Schließlich galt es, nicht nur op-tisch eine maximale Detailtreue zu erreichen, sondern auchdie Fahrleistungen des Originals zu erzielen. Mit der hand-werklichen Durchführung beauftragte das Porsche Museumein Experten-Team um den Karosseriebauer Hubert Drescher.Neben mehreren Rennwagenprojekten stammt auch die imMuseum ausgestellte Aluminium-Karosserie des Porsche Typ64 aus der Werkstatt des Hinterzartener Karosseriebauers.

Vor dem Arbeitsbeginn stand zunächst eine ausführliche Re-cherche in verschiedenen Archiven in ganz Europa. Am Endebildeten eine Handvoll Schwarz-Weiß-Bilder sowie eine origina-le technische Zeichnung eine erste Grundlage. Wie einst Ferdi-nand Porsche begann auch der Nachbau des „Semper Vivus“zunächst auf weißem Papier. Da weder ein Lastenheft nochandere hilfreiche Aufzeichnungen überliefert waren, erstellten

Experten zunächst in altbewährter Form, handschriftlich aufMillimeter-Papier, Rechentabellen und Konstruktionspläne.Fotos und Zeichnungen wurden dazu genauestens studiertund aufwendig vermessen. Da kein funktioneller Radnaben-motor existiert, mussten technische Details wie Fahrleistungund Reichweite von Grund auf neu erdacht und berechnetwerden.

Bei der Materialauswahl orientierte sich Karosseriebauer Dre-scher unter anderem auch an Kutschen und Wagen aus denAnfängen des 19. Jahrhunderts. Es bedurfte dabei der Unter-stützung von erfahrenen Lieferanten, die mit der Herstellungder besonderen Materialien vertraut sind. Die voll funktions-tüchtige Replik des „Semper Vivus“ besteht jedoch nicht alleinaus nachempfundenen Bauteilen: So konnten unter anderemoriginale Verbrennungsmotoren, die als Generatoren fungier-ten, eingebaut werden.

Das eindrucksvolle Ergebnis der Restauration war bei derWeltpremiere des Porsche Panamera S Hybrid auf dem Auto-mobilsalon in Genf zu sehen, die Hubert Drescher mit dem„Semper Vivus“ begleitete.

Der Neuaufbau des „Semper Vivus“

Hubert Drescher bei der Restauration des „Semper Vivus“ und auf dem Porsche-”Skid-Pad“ in Weissach

Lohner Porsche


Jubiläum Historie

Union P-Rennwagen (P für Porsche) dreiWeltrekorde und gewann neben mehre-ren Bergrennen drei internationale Grand-Prix-Rennen. Mit Fahrern wie Bernd Rose-meyer, Hans Stuck oder Tazio Nuvolariwurde der zwischen 1934 und 1939stetig weiterentwickelte Auto Union-Rennwagen zu einem der erfolgreichstenRennfahrzeuge der Vorkriegszeit. Seintechnisches Mittelmotorkonzept erwiessich als richtungweisend für alle moder-nen Rennwagen und findet noch heutein der Formel 1 Anwendung.

Wegweisende Entwicklungen

Neben der Rennwagenentwicklung ar-beitete das Porsche-Konstruktionsbüroseit 1933 ebenso intensiv an der Kon-struktion eines von den NSU-Werkenin Auftrag gegebenen, preisgünstigenKlein wagens. Als Ferdinand Porsche mitder Konstruktion des KompaktwagensTyp 32 begann, war dies bereits die ins - gesamt siebte Kleinwagenkonstruktionseiner Karriere. Von diesem Fahrzeugtypentstanden bereits einige Prototypen,die mit den im Fahrzeugheck liegenden,luftgekühlten Vierzylinder-Boxermotorenund der Porsche-Drehstabfederung deut -liche Anleihen des späteren VolkswagenKäfers zeigten.

Als entscheidend für den Durchbruchdes Kleinwagen-Konzeptes von Ferdi-nand Porsche sollte sich das „Exposé be-treffend den Bau eines Deutschen Volks-wagens“ erweisen, das er am 17. Januar1934 dem Reichsverkehrsministeriumpräsentierte. Schon bald darauf, am 22.Juni 1934, erhielt er vom „Reichs ver bandder Automobilindustrie“ (RDA) offiziellden Auftrag zur Konstruktion des Volks-

struktionsbüro zahlreiche weitere Ent -wicklungsaufträge aus der Kraft fahrzeug -industrie. Für die Daimler-Benz AG wurdeneben der Entwicklung technischer Mo-torkomponenten für die Mercedes-Silber -pfeile in den Jahren 1937 bis 1939 derTyp 80 genannte Hochgeschwindigkeits-Rekordwagen kon struiert.

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wagens Typ 60 und zum Bau von Volks-wagen-Prototypen, die 1935 in der Ga-rage seiner im Stuttgarter Nor den gele-genen Porsche-Villa montiert wurden.

Neben dem Volkswagenprojekt bearbei-tete das seit 1938 im Stuttgarter Stadt-teil Zuffenhausen ansässige Porsche-Kon-

1937, Auto Union P-Rennwagen auf dem Nürburgring (Typ 22)

1934, Versuchswagen der NSU (Typ 32) vor dem Porsche Konstruktionsbüro in der Kronenstraße 24


Jubiläum Historie

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1938 erhielt das Porsche-Konstruktions-büro vom Volkswagenwerk den Auftragzur Entwicklung eines auf dem Volkswa-gen Typ 60 basierenden Rennwagens,der als Werbemaßnahme für den „KdF-Wa gen“ bei einem geplanten Langstre-ck en rennen von Berlin nach Rom an denStart gehen sollte. Unter der internen Be-zeichnung Typ 64 beziehungsweise Typ60K10 entwickelten die Porsche-Tech -niker bis zum Frühjahr 1939 drei Renn-sportcoupés für die im Septem ber geplan-te „Non-Stop Geschwindigkeitsprüfung“,die aufgrund des Ausbruchs des ZweitenWeltkrieges jedoch nicht stattfand. Mit ei-ner windschnittigen Strom linien karosserieaus Aluminium, ver kleideten Radkästensowie einem modifizierten VW-Boxermo-tor erreichte der nur etwas über 600 Ki-logramm leichte Rekordwagen über 140Stundenkilometer.

Zweiter Weltkrieg

Nach dem Ausbruch des Zweiten Welt-krieges entstanden auf Basis des Volks-wagens weitere Fahrzeugtypen, die zur

militärischen Nutzung vorgesehen wa-ren. Neben dem Typ 81 „VW-Kasten -wagen“ entwickelte das seit Ende 1937als Porsche KG firmierende Unterneh-men den Typ 62 „KdF-Gelände-Fahr-zeug“, den als „VW-Kübelwagen“ be-kannt gewordenen Typ 82 sowie denmit Allradantrieb ausgestatteten Typ87 und den Typ 166 „VW-Schwimm -wagen“. Die vom Heeres-Waffenamt inAuftrag gegebenen Kons truktionen vonKampfpanzern in den Jahren 1939–1942 wurden nur in Form von zwei Pro-totypen gebaut und kamen nie zumKriegseinsatz.

Neubeginn mit Kundenentwicklungund Sportwagenfertigung

Zum wichtigsten Kunden der erstenNachkriegsjahre wurde das italienischeUnternehmen Cisitalia, dessen automo-bilbegeisterter Inhaber Piero Dusio zumJahresende 1946 umfangreiche Kon-struktionen in Auftrag gab. Neben ei-nem Traktor und einer Wasserturbineorderte Dusio einen Mittelmotor-Sport-wagen mit hydraulischem Drehmoment-wandler sowie einen Grand-Prix-Renn-wagen. Das Resultat war der 1948 fertiggestellte Typ 360 „Cisitalia“, der tech-

1938/39, der Typ 64gilt als Urahn allerPorsche-Sportwagen

1941, Tropenlieferwagen auf Basis des Typ 82


Jubiläum Historie

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Vom Konstruktionsbüro zum Entwicklungszentrum Weissach

Trotz des erfolgreichen Starts als Fahr-zeughersteller blieben Aufträge aus demBereich der Kundenentwicklung weiter-hin fester Bestandteil des Leis tungs -umfangs der damaligen Porsche KG.Wichtigster Auftraggeber war bis in die1970er Jahre die Volkswagen AG, mitder seit 1948 ein umfangreicher Koope-rationsvertrag bestand. Zahlreiche De-tailverbesserungen wurden für den VWKäfer erarbeitet. Auch an der Entwick -lung der Nachfolgemodelle für den er-folgreichen Käfer war Porsche beteiligt.Das Stuttgarter Unternehmen entwick el -te im Auftrag des Volkswagen-Konzernszahl reiche Prototypen, die sich auf Jahrehinaus als richtungweisend für das Per-sonenwagenprogramm des Wolfs burgerKonzerns erweisen sollten. BekanntesteAuftragsentwick lungen waren der imHerbst 1969 präsentierte VW-Porsche914 und der im Jahr 1976 als Porsche924 realisierte Volkswagen-Entwicklungs -auftrag EA 425.

Im Juli 1947 begannen in Eigenregie dieKonstruktionsarbeiten am Typ 356 „VW-Sportwagen“. Auf der Grundlage vorheri-ger Konstruktionen wie des Volkswagensoder des Typ 64 „Berlin-Rom-Wagen“wurden in der ersten Jahreshälfte 1948die unter der internen Konstruktionsnum-mer 356 ausgefertigten Entwürfe reali-siert. Nachdem das Chassis im Februarseine Jungfernfahrt absolviert hatte, er-hielt der fertige Prototyp mit der Fahrge-stellnummer 356-001 am 8. Juni 1948die Einzelgenehmigung der Kärntner Lan-desregierung. Dies war die Geburtsstun-de der Sportwagenmarke Porsche.

1958, Entwicklungen für Volkswagen: Typ 60, Typ 728, Typ 726/1 und Typ 726/2 (v.l.n.r.)

nisch seiner Zeit in vielen Punkten weitvoraus war. Im Gegensatz zu den front-motorisierten Formel 1-Rennwagen derNachkriegsjahre, die größtenteils nochStarrachsen aufwiesen, wurde der Typ360 in Mittelmotorbauweise konstruiert.Das Fahrwerk verfügte an der Vorder -achse über Doppellängslenker, die Hin -terachse war als Doppelgelenk-Schwing -achse mit Drehstabfederung ausgelegt.Antriebsseitig zeichnete sich der Mono-posto durch einen 385 PS starken Zwölf -zylindermotor mit Kompressor aus, dereine Maximaldrehzahl von 10.600 U/minerreichte.

Links: 1948, technische Weitsicht: der Porsche Typ 360 „Cisitalia"

Oben: 1948, 356 Nr. 1 Roadster


Jubiläum Historie

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besonders wenig Kraftstoff, was dieRennstrategie entscheidend beeinflusste.Auch AvtoVAZ, der größte Personenwa-genhersteller in Russland und Osteuropa,vertraute auf die technische Kompetenzder Porsche Kundenentwicklung. DieAufgabe der Ingenieure in Weissach be-stand darin, den Fünfsitzer Lada Samaraunter Berücksichtigung eines angestreb -ten günstigen Verkaufspreises sowieei ner auf die sowjetischen Straßenver -hält nisse ausgelegten Robustheit zu über -arbeiten. Mit Ausnahme des Stylings wur-den nahezu sämtliche Baugruppen wieMotor, Getriebe, Fahrwerk, Karosserie,Akustik und Elektrik optimiert oder neuentwickelt.

1983, dasFormel 1-Triebwerk„TAG-Turbo madeby Porsche" fürden RennstallMcLaren

Neben den zahlreichen Aufträgen für denVolkswagen-Konzern entwickelten die In-genieure der Porsche Kundenentwicklungin den 1950er und 1960er Jahren weitererichtungweisende Innovationen im In- undAusland. Im Rahmen einer Ausschreibungder Bundeswehr entwickelte Porsche dasschwimm fähige Allradfahrzeug Typ 597Jagdwagen. Obwohl sich der Jagdwagenals technisch überlegen erwies, wurdeder Auftrag aus arbeitsmarktpolitischenGründen an den Automobil- und Motor-radhersteller DKW vergeben.

Im Jahr 1961 legte Ferry Porsche denGrundstein für das Porsche Entwick lungs -zentrum Weissach, 25 Kilometer nord-westlich von Stuttgart-Zuffenhausen. Dortließ er ein sogenanntes „Skid-Pad“ er-bauen, auf dem seitdem Fahrwerksver-suche durchgeführt wurden. 1971 zogder Porsche-Entwicklungsbereich mitden Abteilungen Konstruktion, Versuchund Design in das fertig gebaute Entwick -lungszentrum in Weissach um. Hier wa-ren neben dem anfänglichen „Skid-Pad“eine umfangreiche Versuchsstrecke, auf-wendige Installationen wie Windkanal,

Crash-Anlage, Abgas-Testzentrum undeine Vielzahl von Motoren-Prüfständenentstanden, die gleichermaßen für Fremd -aufträge wie für Eigenentwicklungen zurVerfügung stehen.

In den 1980er Jahren etwa entwickeltendie Weissacher Ingenieure im Auftragdes britischen Rennstalls McLaren Inter-national den „TAG-Turbo made by Por-sche“-Motor, der in der Königsklasse desMotorsports für Furore sorgen sollte.Das Erfolgsgeheimnis des Formel 1-Hochleistungstriebwerks lag in der Ver-bindung der Turbolader-Technologie miteinem elektronischen Motor-Manage-ment. So verbrauchte der Rennwagen

Oben: 1969, VW-Porsche 914

Rechts: 1970, Bau der ersten Gebäudedes Entwick -lungs zentrumsWeissach


Jubiläum Historie

Industrieprojekte

Neue Wege zu gehen hat bei der PorscheKundenentwicklung Tradition. So entwarfPorsche etwa in den frühen 1980er Jah-ren in Kooperation mit dem Flugzeugher-steller Airbus das Cockpit-Layout fürGroßraumflugzeuge und setzte mit derVerwendung von Monitoren anstelle derherkömmlichen Analog-Instrumente einenTrend. Ziel des Projektes war, durch einoptimiertes Styling die Arbeitsbedingun-gen für die Piloten spürbar zu verbessern.

Ein Meilenstein in der Entwicklung vonIndustriefahrzeugen war der Beginn derbis heute erfolgreich anhaltenden Ko-operation mit der Linde Material Hand-ling. Nachdem Porsche bereits Dreh-werks- und Kettenantriebe für Lindekonzipiert hatte, wurde der Sportwagen-hersteller Anfang der 1980er Jahre mitdem Design einer neuen Generation vonGabelstaplern beauftragt. Das Porsche-Styling für Linde ist inzwischen zu einemvielfach preisgekrönten Markenzeichengeworden. So wurden etwa jüngst er-neut die Linde-Gabelstapler mit dembegehrten „red dot award for productdesign“ des renommierten Design-Zen-trums Nordrhein-Westfalen ausgezeich-net: Die Elektro-GegengewichtsstaplerE20 – E50 erhielten 2011 diese Auszeich -nung und stehen damit ganz in der Tra-dition der mehr als 20 Designauszeich-nungen seit Beginn der Kooperation.Das Produktdesign ist zu einem festenBestandteil der Marke „Linde“ und zuei nem entscheidenden Wettbewerbs -vorteil geworden. Und auch über dasDesign hinaus unterstützte Porsche En - gineering Linde Material Handling beiEntwicklungsaufgaben.

Serienentwicklung und -produktion

Im Auftrag der Daimler-Benz AG befass -te sich die Porsche Kundenentwicklungin den späten 1980er/frühen 1990erJahren mit der konstruktiven und ver-suchstechnischen Serienentwicklung einerW 124-Limousine mit dem Fünfliter-V8-Vierventilmotor M 119. Mit dem serien-mäßigen Viergang-Automatikgetriebe er -reichte der Mercedes-Benz 500 E die100 km/h-Marke in nur 5,9 Sekunden,die Höchstgeschwindigkeit wurde bei250 km/h elektronisch abgeriegelt. DerAuftrag ging weit über die üblichen Ent-wicklungsarbeiten hinaus. Auch die Se-rienproduktion samt Aufbau der Roh -

Oben: 1981, Airbus Cockpit; unten rechts: 1990, Mercedes-Benz 500 E

karosserie und der Endmontage fandbei Porsche in Zuffenhausen statt. DasDaimler-Benz-Werk in Sindelfingen warfür die Lackierung und Auslieferung ver-antwortlich. Mit der Fertigung des Mer-cedes-Benz 500 E wurde im Frühjahr1990 begonnen.

Auch in enger Kooperation mit Audi ent-wickelten die Ingenieure der PorscheKundenentwicklung eine spezielle Serien-fahrzeugversion für Höchstleistungen.Der im Herbst 1993 präsentierte High-Performance-Sport-Kombi Audi AvantRS2 entstand in Weissach auf Basis desallradgetriebenen Audi Avant S2 in einer315 PS starken Variante. Dabei wurdenzahlreiche Porsche-Bauteile wie zum Bei-spiel Radnaben, Hochleistungsbremsen

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Seit den 1980er Jahren ausgezeichnetes Design: der 2011 prämierte Linde-Gegengewichtsstapler E25


Jubiläum Historie

Auch heute beschäftigt sich Porsche Engi-neering mit den ingenieurtechnischen He -rausforderungen der Zukunft: Sei es dasausgeprägte Wissen im Bereich Elek tro -mo bilität, das Porsche Engineering 2011im Forschungsprojekt Boxster E oder2007 in der Entwicklung des Serienwas -ser sportgeräts Seabob unter Beweis stell-te, die Erfahrungen in den BereichenLeich tbau sowie Downsizing oder aberder Blick über den Tellerrand bei der Ent-wicklung eines Premium-Outdoor-Grills imJahr 2008, die Ingenieurinnen und Ingeni-eure von Porsche Engineering widmen sichjedem Projekt mit demselben Anspruchan höchste Qualität, innovative Konzepteund kundenindividuelle Lösungen.

Seit 2002 im Einsatz: V2-Motor mit 115 PS fürdie „V-Rod" von Harley-Davidson

und Felgen verwendet. Exterieurteilewie Nebel- und Blinkleuchten sowie dieAußenspiegel stammten ebenfalls vomPorsche 911 der damals aktuellen Typen -reihe 993. Produziert wurde der AudiAvant RS2 von Oktober 1993 bis Juli1994 im Zuffenhausener Porsche-Werk.

Konzeptstudie

Im Rahmen eines internationalen Familien -auto-Kongresses in Peking präsentiertePorsche im November 1994 die speziellfür den chinesischen Markt entwi ckelteStudie C88. Das unter dem Projekt namenC88 konstruierte Automobil war auf dieBedürfnisse chinesischer Kunden ausge-richtet und wurde in drei Versionen konzi-piert: Neben einer extrem preisgüns tigen,zweitürigen Variante plante man eben-so eine Standard- sowie eine viertürigeStufenheck-Luxusversion. Weitere Ent -wick lungs ziele waren einfache Fertigungs-methoden, ein hoher Qualitätsstandardsowie eine hohe Fahrzeugsicherheit.

Mit Tradition und Innovation in dieZukunft

Unter dem Entwicklungsnamen „Revolu-tion Engine“ entwickelte Porsche Enginee r -ing 2001 als Entwicklungspartner einenneuen V2-Motor für das Modell „V-Rod“des amerikanischen MotorradherstellersHarley-Davidson. Vor dem Hintergrundeiner bis in die 1970er Jahre zurück -reichenden Kooperation konstruiertendie Porsche-Ingenieure auf der Basis ei-nes Rennmotors einen wassergekühlten,1.131 Kubikzentimeter großen Antrieb,der die anspruchsvolle Harley-Davidson-Kundschaft gleichermaßen durch Leis -tung und Motorsound begeisterte.

Die Elektrifizierung schreitet voran: oben: 2011, Forschungsprojekt Boxster E;

unten: 2007, Wassersportgerät Seabob

Alle weltweiten Entwicklungsprojekte fürKunden werden heute über die 2001 ge-gründete Porsche Engineering GroupGmbH (PEG) mit Sitz in Weissach ge-steuert. Durch die Vernetzung der Por-sche Engineering Standorte im In- undAusland und den engen Informations-austausch der Projektteams bietet diePEG Schnittstellenkompetenz und Quer-schnittsdenken für einen reibungslosen,nachhaltig produktiven Ablauf von Kun-denprojekten.

Das gebündelte Know-how der Ingenieu -rinnen und Ingenieure von Porsche Engi-neering sowie die umfangreichen Ressour -cen des Entwicklungszentrums Weissachermöglichen innovative Dienstleistungenmit höchsten Qualitätsansprüchen. DieÖffentlichkeit erfährt jedoch nur wenigdarüber. Durch strengste Geheimhaltungbewahrt Porsche Engineering stets dieProduktstrategien und die Markeniden-titäten seiner Kunden mit größter Sorg-falt. Nur wenige Projekte sind nach expli-ziter Zustimmung der Kunden bekannt.Denn nur wenn ein Kunde wiederkommt,war die Porsche Kundenentwicklung er-folgreich. Dieser Grundsatz gilt nach wievor – seit mehr als 80 Jahren.

Noch nicht genug erfahren? EntdeckenSie weitere spannende Entwicklungenaus 80 Jahren Porsche Kundenentwick -lung in unserem Webspecial: www.porsche-engineering.de/80Jahre


Jubiläum Interview Geschäftsführung

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Innovation als Tradition

Herr Radmann, Herr Lappe, die Kun-denentwicklung von Porsche feiertin diesem Jahr ihr 80-jähriges Ju -biläum. Welche Bedeutung hat dieHis torie für die heutige Arbeit beiPorsche Engineering?RADMANN: Unser 80-jähriges Jubiläumist ein wichtiges Ereignis für uns. Die Ge-schichte von Porsche Engineering, die1931 mit der Gründung des Konstruk-tionsbüros von Ferdinand Porsche be-gann, prägt unser tägliches Denken undHandeln. In den vergangenen Jahrzehn-ten haben wir bewiesen, dass die MarkePorsche für exzellente Qualität, langjähri-ge Kundenbeziehungen und innovativsteTechnologien steht. Daraus resultierenunser Antrieb und unsere Verpflichtung.

Normalerweise verbindet man mitPorsche ja nicht den Entwicklungs-dienstleister Porsche Engineering,sondern vielmehr den Herstellervon Sportwagen ...RADMANN: Das ist richtig. Doch gleich-zeitig wären diese Sportwagen wohl kaumohne die Kundenentwicklung durch Fer-dinand Porsche entstanden. Die Erfolgs-geschichte der heutigen Porsche AGbasiert auch auf den Erfahrungen, dieFerdinand Porsche vor der Gründung derAutomobilmarke Porsche im Rahmender Kundenentwicklung sammelte. DieKundenentwicklung ist ein fester Be-

Seit mehr als 80 Jahren entwickelt Porsche maßgeschneiderte Lösungen für Kunden.

Welche Bedeutung diese Historie für die tägliche Arbeit hat und bei welchen Heraus -

forderungen der Entwicklungsdienstleister Porsche Engineering heute und in Zukunft

seine Kunden unterstützt, erklären Malte Radmann und Dirk Lappe, die Geschäftsführer

von Porsche Engineering.


Malte Radmann, Geschäftsführer von Porsche Engineering

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standteil des Markenkerns von Porsche.LAPPE: Und selbst vor der Gründungder Kundenentwicklung im Jahr 1931war Ferdinand Porsche schon lange Zeitin der Automobilentwicklung tätig. Wiebeispielsweise bei der Entwicklung desersten seriellen Hybridfahrzeugs derWelt im Jahr 1900, des „Semper Vivus“.Bereits in dieser Zeit sammelte Ferdi-nand Porsche Erfahrungen im BereichHybridtechnologie.

Porsche Engineering als festerBestandteil des Markenkerns vonPorsche – stellt sich da nicht die Fra -ge, wie viel Wissen Ihrer Kunden ineinem Porsche Sportwagen steckt?RADMANN: Ohne das Vertrauen unse-rer Kunden in unsere absolut strikte Ge-heimhaltung wären die vergangenen 80Jahre keine Erfolgsgeschichte für unsereKunden und uns gewesen. Geheimhal-tung hat bei uns oberste Priorität. Nur mitdem expliziten Einverständnis unsererKunden erwähnen wir überhaupt derenNamen, wie etwa zuletzt im Rahmen un -serer Kooperation mit dem Lastwagen -hersteller Scania.

Worin sehen Sie die Kompetenzenvon Porsche Engineering?LAPPE: Wir zeichnen uns durch eineausgeprägte Gesamtfahrzeugkompetenzaus. Dies gilt sowohl für Neufahrzeug -entwicklungen als auch für Fahrzeug deri - vate. Aber auch bei Komponenten- undAggregatentwicklungen haben wir diekleinsten Bauteile und ihr Zusammenspielim Gesamtfahrzeug im Blick. Hier profi-tiert der Kunde vom Know-how des Sport -wagenherstellers Porsche. Wir könnenjede Entwicklung bis in die Serienreifevoranbringen.

tungen und projekterfahrenen Ingenieu-ren an unseren weiteren Standortenkönnen wir so unseren Kunden unter-schiedlichster Branchen maßgeschnei-derte Lösungen bieten.

Was zeichnet die Mitarbeiterinnenund Mitarbeiter von Porsche Engi-neering aus?LAPPE: Zuallererst zeichnen sie sich na-türlich durch die Expertise in ihrem jewei-ligen Fachgebiet aus. Doch das alleinegenügt bei einem Dienstleistungsunterneh-men nicht. Wir fördern das interdiszipli -näre Denken unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter gezielt. Ein Projekt wird somitaus unterschiedlichsten Blickwinkeln be-trachtet. Und dann bringen unsere Kolle-ginnen und Kollegen noch eine wichtigeQualifikation mit, die wir hier bei Porscheebenso schätzen wie unsere Kunden: DieFähigkeit, auch einmal quer zu denkenund somit Lösungen zu generieren, dienicht auf den ersten Blick erkennbar sind.

Wie wichtig ist in diesem Zu -sammen hang das Entwicklungszen-trum Weissach für Porsche Engi-neering?LAPPE: Weissach ist und bleibt die zen-trale Entwicklungsressource der Porsche-Innovationen. Dies gilt für die Sportwagenebenso wie für die Kundenentwicklun-gen. Hier verfügen wir über die nötigeninfrastrukturellen Rahmenbedingungen,um hochtechnologische Lösungen zuentwickeln und bis zur Serienreife zu er-proben. Gleichzeitig ist hier das Wissender mehr als 2.500 Mitarbeiterinnen undMitarbeiter gebündelt. Im Zusammen - spiel mit den umfassenden Testeinrich-



Dirk Lappe, Geschäftsführer von Porsche Engineering

„Die Kundenentwicklung istein fester Bestandteil desMarkenkerns von Porsche.“(Malte Radmann)


Wie genau sieht denn so ein „Quer-denker“ aus?RADMANN: Hohe Fachkompetenz unddie Freude am Tüfteln sind wichtigeVoraussetzungen für „interdisziplinäresQuerdenken“. Des Weiteren ist die Fä-hig keit, über den Tellerrand hinauszu-schauen, unverzichtbar. Aber am Endeentscheidet die Persönlichkeit, ob wiruns für eine neue Kollegin oder einenneuen Kollegen entscheiden. Jeder ein-zelne Mitarbeiter ist die Schnittstelle zuunserem Kunden und entscheidet durchsein persönliches Auftreten und seinesozialen Kompetenzen darüber, ob unserKunde wiederkommt.

Was kennzeichnet die Unternehmens-kultur von Porsche Engineering?LAPPE: Erst einmal eine gute Mischungder Belegschaft, die aus sehr erfahrenenMitarbeitern und jungem, gut ausgebilde -tem Nachwuchs besteht. Wir bieten en-gagierten Kolleginnen und Kollegen beisehr schlanken Orga ni sa tions strukturendie Chance, schnell Ver antwortung zuübernehmen. Ein professionelles Prak ti - kantenmanagement bildet für uns dieBasis, um früh potenzielle neue Mitar-beiter von unserem Un ternehmen zuüberzeugen. RADMANN: Unsere Kolleginnen undKollegen haben den Willen, viel zu be-wegen. Sie verfügen über eine hohe Leis -tungsorientierung und Eigeninitiative.Unsere Mitarbeiter schätzen den Team-spirit, ein familiäres Umfeld ...LAPPE: ... und ganz wichtig: Leiden-schaft und Humor! Und damit Freude ander täglichen Arbeit.

Sie sprachen bereits die unterschied -lichen Branchen an, in denen Por-

sche Engineering tätig ist. Sie kon-zentrieren sich also nicht aus schließ -lich auf die Automobilindustrie?RADMANN: Das ist korrekt, wir habenunsere Entwicklungsfähigkeiten in derVergangenheit schon in sehr unterschied -lichen Bereichen wie etwa der Schifffahrt,der Energietechnik, der Landwirtschaft,bei Lastfahrzeugen, im Leistungs- undWassersport und im Gesundheitswesenunter Beweis gestellt. Im Vordergrundsteht für uns dabei stets der Transfer un-seres Know-hows aus der Automobilin-dustrie in andere, artverwandte Branchen.So erschließen wir wertvolle Synergienfür ganz andere Bereiche.LAPPE: Die Industrielandschaft birgtein großes Potenzial für Entwicklungs-dienstleister. Nicht zuletzt unsere lang-jährige Kooperation mit dem Gabelstap -lerhersteller Linde zeugt von diesemPotenzial. Dennoch ist die Automobil -in dustrie natürlich unser wichtigstesStandbein und steht vor umwälzendenVeränderungen, bei denen wir als Ent-wicklungsdienstleister unsere Kundenunterstützen werden.

Sprechen Sie damit die Elektromo-bilität an?LAPPE: Richtig. Welchen Stellenwertauch immer die zunehmende Elektrifi-zierung der Mobilität in Zukunft einneh-men wird, wir von Porsche Engineeringsind in der Lage, die Hard- und Softwarefür unterschiedlichste Elektromobilitäts-lösungen zu entwickeln. So haben wiretwa im Rahmen des Forschungsprojekts„Boxster E“ gezeigt, wie man einen leis -tungsfähigen, vollelektrischen Sportwa-gen entwickelt. Seien es Schnelllade -vorgänge, das Thermomanagement, dieCrashsicherheit oder das Batteriemana-

gementsystem: Die Qualität unsererLösungen entspricht dem Anspruch anden Namen Porsche.RADMANN: Wir haben uns bereitssehr früh mit dem Thema Elektromobi-lität beschäftigt. Unsere Organisationwurde auch strukturell und personell aufdiese Entwicklung ausgerichtet, sodasswir unseren Kunden heute umfassendeKompetenzen in den Bereichen Full-Hybrid, Plug-in-Hybrid und Elektrofahr-zeug anbieten können.

Wie verhält es sich mit der Reich-weite von Elektrofahrzeugen? SindSie hier mit dem Status quo bereitszufrieden?LAPPE: Es stellt sich die grundsätzlicheFrage, wofür das Elektrofahrzeug ge-nutzt wird. Als vollwertiger Ersatz einesFahrzeugs mit Verbrennungsmotor eig-net sich ein Elektrofahrzeug nach heuti -gem Stand der Technik natürlich nicht.Aber es ist gut möglich, dass ein Fahr-zeug mit einer Reichweite von 150 Kilo-metern bereits für einen Großteil derBevölkerung vollkommen ausreicht. Dietägliche Fahrleistung beträgt typischer-weise weitaus weniger. Möchten Sie län-gere Strecken zurücklegen, wird einFahrzeug mit Range-Extender oder eineffizienter Full-Hybrid nötig. Doch auchbei der Batterieentwicklung sind wirnoch nicht am Ende der Reise ange-

kommen. Wir arbeiten mit Hochdruckan der Optimierung der Zellnutzung.Und auch die Zellhersteller verbesserndie Speicherkapazität kontinuierlich.

Sie sehen die Elektromobilität alsoals den großen Trend, der die Auto-mobilindustrie in der Zukunft prägenwird?RADMANN: Wir sehen die Elektromobi-lität als einen von mehreren Trends, diealle in dieselbe Richtung gehen: die Effi-zienzsteigerung von Automobilen. Ne-ben der zunehmenden Elektrifizierungzählt hierzu der Leichtbau mit Hochtech-nologiekunststoffen, wie etwa mit kohle-faserverstärktem Kunststoff, aber auchdie Optimierung konventioneller Benzin-und Dieselmotoren sowie das sogenann-te Downsizing. In all diesen Bereichensind wir in führenden Entwicklungsauf-gaben tätig und erweitern kontinuierlichunsere hohe Leistungsfähigkeit.LAPPE: Die intelligente Verknüpfungunterschiedlichster Technologieentwick -lungen fällt uns möglicherweise leichterals anderen Entwicklungsdienstleistern,da wir die Erfahrung aus der Entwick -lung von Porsche-Sportwagen mitbrin-gen. Auch sie sind geprägt vom intelli-genten Zusammenspiel der neuestentechnologischen Entwicklungen und set -zen nicht nur im SportwagensegmentMaßstäbe.

Wie würden Sie die Idee und das Ver-sprechen von Porsche Engineeringin einem Satz zusammenfassen?LAPPE: Wir verstehen uns als zuver -lässiger Partner unserer Kunden, der erst -klassige technologische Lösungen ausdem Blickwinkel des Gesamtproduktesbis zur Serienreife entwickeln kann.



„Wir sind in der Lage, Hard- undSoftware für unterschiedlichsteElektromobilitätslösungen zuentwickeln.“(Dirk Lappe)

Intelligent zu neuen HöchstleistungenMIT DER ENTWICKLUNG VON DREI REIN ELEKTRISCH ANGETRIEBENEN FORSCHUNGS-FAHRZEUGEN BOXSTER E SCHLÄGT PORSCHE EIN NEUES KAPITEL DER PORSCHE INTELLIGENT PERFORMANCE AUF. PORSCHE ENGINEERING WAR HIERBEI FÜR DIEENTWICKLUNG, DEN AUFBAU UND TEST DER HOCHVOLTBATTERIE VERANTWORTLICHUND UNTERSTÜTZTE IN DEN BEREICHEN BEDIEN- UND ANZEIGEKONZEPTE, WÄRME -MANAGEMENT SOWIE BATTERIEMANAGEMENTSYSTEM.

Elektromobilität Boxster E

Forschungsprojekt Boxster E


28

Porsche Intelligent Performance:Das Forschungsprojekt Boxster E

Denn Performance ist nichts – ohne In-telligenz. Mehr PS allein gewinnen keinRennen. Erst Ideen bringen den ent-scheidenden Fortschritt. Für effizientereMotoren, leichtere Karosserien und in-novative Antriebstechnologien.

Wie etwa bei den Vollhybrid-Serienfahr-zeugen Panamera S Hybrid und CayenneS Hybrid, die ohne Verzicht auf Sportlich-keit und Eleganz durch geringen Kraft-stoffverbrauch überzeugen. Oder beimHybrid-Supersportwagen Porsche 918

Spyder, der 2010 vorgestellten Konzept-studie, die mit Hochdruck zur Serienent-wicklung vorangetrieben wird.

Und auch Forschungsprojekte und Renn -labore, wie etwa das Hybrid-Mittelmotor-


Der Boxster E – ein Forschungsfahrzeug im Zeichen von Porsche Intelligent Performance

Die Zukunft der Mobilität stellt die Automobilindustrie vor neue Herausforderungen.

In der intelligenten Verbindung von Effizienz und Leistung durch die optimale Nutzung

innovativer Technologien liegen Antworten auf die Mobilitätsfragen der Zukunft. Dieses

Prinzip, Porsche Intelligent Performance, findet sich in allen Porsche-Entwicklungen und

weist den Weg in Richtung Zukunft.

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Coupé 918 RSR stehen im Zeichen vonPorsche Intelligent Performance unddienen der Erforschung von Methodenzur weiteren nachhaltigen Verbesserungder Effizienz.

Mit der Entwicklung von drei vollelektri-schen Forschungsfahrzeugen Boxster Ewird ein weiterer entscheidender Bei-trag für Erkenntnisse über die Zukunftder Mobilität geleistet.

Herausforderung Elektromobilität

„Die Elektromobilität ist eine zentraleHerausforderung der kommenden Jahreund die Ingenieure von Porsche wollenmit der von ihnen gewohnten Spitzenleis -tung dazu beitragen, diese zu meistern“,sagte Matthias Müller, Vorstandsvor-sitzender der Porsche AG im Rahmender Präsentation des ersten der dreiElektro-Boxster. Anfang 2011 legte Mat-thias Müller mit dem damaligen Minister-präsidenten des Landes Baden-Württem-berg, Stefan Mappus, die ersten nahezulautlosen Meter mit dem sportlichen For-schungsfahrzeug vor dem Porsche Mu-seum in Stuttgart zurück. „Die Boxster Ewerden uns als fahrende Labore dabeihelfen, die praktischen Probleme derElektromobilität so zu lösen, wie das un-sere Kunden erwarten“, so Müller.

de s regierung im Jahr 2009 eine Basisgeschaffen, um das erklärte Ziel zu er-reichen, bis 2020 eine Million Elektro-fahrzeuge auf Deutschlands Straßen zuhaben. Erste Forschungs- und Entwick -lungs projekte und Modellregionen wur-den mit dem Konjunkturpaket II und ei-nem Mittelumfang von 500 MillionenEuro für die Jahre 2009 bis 2011 um-gesetzt. In diesem Rahmen wurde auchder Porsche Boxster mit rein elektri-schem Antrieb entwickelt.

Das Forschungsprojekt Boxster E isteingebettet in die Modellregion Stuttgart,

Die Elektromobilität stellt die Industrievor große Herausforderungen. Es gilt, dieKundenanforderungen und gewohntenNutzungsprofile in Einklang zu bringen mitdem technologisch Möglichen und ökolo-gisch Sinnvollen. Weltweit existieren unter-schiedlichste Initiativen von Regierungenund Kommissionen, um Entwicklungen imBereich Elektromobilität sowie die Verbrei-tung von Elektrofahrzeugen zu fördern.

Förderung der Zukunft

Mit dem Nationalen EntwicklungsplanElektromobilität hat die deutsche Bun -



Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt Boxster Eliefern Antworten auf die Mobilitätsfragen der Zukunft Die Förderung des Forschungsprojekts Boxster E erfolgt im Rahmen der Modellregion Stuttgart

Effizienz und Leis tung vereint:das Forschungs-fahrzeug Boxster E

Die Förderer


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In der Variante mitzwei Elektroma-schinen entwickeltdas Forschungs-fahrzeug Boxster Eeine Nenn leistungvon 180 kW

eine von acht „Modellregionen Elektro-mobilität“ in Deutschland, in denen bisMitte 2011 Pilotprojekte für Elektro -fahrzeuge und Elektroinfrastruk tur reali-siert werden. Die Modellregion Stuttgartwird im Rahmen des Bundesprogramms„Elek tro mo bi lität in Modell regionen“ ge-fördert. Insgesamt stellt das Bundes -ministerium für Verkehr, Bau und Stadt -entwicklung (BMVBS) für bundesweitacht Modellregionen rund 130 MillionenEuro aus dem Konjunkturpaket II zurVerfügung. Koordiniert wird das Pro-gramm von der NOW GmbH (NationaleOrganisation Wasserstoff- und Brenn-stoffzellentechnologie GmbH).

Ziel des Forschungsprojekts Boxster Eist es, mit drei elektrisch angetriebenenPorsche Boxster Erfahrungen über dieAlltagstauglichkeit und das Nutzerver-halten – insbesondere beim Fahren undLaden – zu gewinnen. Daraus sollen For-scher Erkenntnisse über Anforderungenan künftige Produkte sowie über die Ein-bindung von Elektrofahrzeugen in die In-frastruktur gewinnen. Elektrische Mobili -

kWh, von denen prinzipbedingt rund 26kWh genutzt werden können – für eineBatterie ein hervorragender Wert. Ihremaximale Leistung liegt bei 240 kW, alsonoch mal 60 kW mehr als der Allrad-Boxster E bei Volllast abfordert.

Hochvoltbatterie

Die Hochvoltbatterie wurde bei PorscheEngineering entwickelt und aufgebaut.Sie wurde insbesondere für den Einsatzim Boxster E ausgelegt und liefert einesportwagentypische Leistung bei gleich -zeitig leichter Bauweise und günstigerPosition im Fahrzeug. Die Traktionsbatte-rie ersetzt den Verbrennungsmotor desherkömmlich mit Mittelmotor angetrie-benen Serienfahrzeugs (siehe Abbildungauf gegenüberliegender Seite). Dies wirktsich positiv auf den Schwerpunkt desFahrzeugs und damit auch auf dessenFahrdynamik aus.

Die verwendeten Zellen aus Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4) bieten einen sehrguten Kompromiss zwischen Energie- und

tät und Porsche – ein Widerspruch? ImGegenteil: Effizienz und Leistung vereint,eben typisch Dr. Ing.

Forschungsfahrzeug Boxster E

Der Porsche Boxster bietet durch seinKonzept als Mittelmotor-Sportwagen dieideale Fahrzeugbasis für die alltagsnaheErprobung des Elektroantriebes: Der offe -ne Zweisitzer ist sehr leicht und ermög-licht es, die neuen Komponenten Elektro-maschine, Batterie und Hochvolttechnikcrashsicher im Fahrzeug unterzubringen.Gleichzeitig garantieren Fahrleistungenauf Niveau eines Boxster S mit kon -ventionellem, verbrennungsmotorischemAntrieb die zukunftsfähige FaszinationSportwagen mit neuer Technologie. DasForschungsfahrzeug Boxster E existiertin zwei Varianten: Die Version mit einerElektromaschine entwickelt 90 kW. In derVariante mit zwei Elektromaschinen und180 kW wird der Boxster E zum erstenBoxster mit Allradantrieb (siehe Abbil-dung oben). Als Energiespeicher dient ei-ne Batterie mit einer Kapazität von 29


Leistungsdichte und gelten als besondersrobust und sicher. Bei circa 400 Volt istdie Batterie voll aufgeladen. Angestrebtwird eine Reich weite von 170 Kilome-tern im Neuen Europäischen Fahrzyklus(NEFZ). In Abhängigkeit der Fahrweise isteine Reichweite von über 150 Kilometernmöglich. Die entstehenden elektrischenStröme können über 600 Ampere betra-gen. Diese zu bändigen, stellte eine be-sondere Herausforderung dar. Dies giltinsbesondere für die Konstruktion undAuswahl der elektrischen Komponenten.



Der Tragrahmen der Batterie besteht aus hochfestem, in Leichbauweise hergestelltem Aluminium

Der Deckel der Batterie ist speziell beschichtet, um die elektromagnetischeAbschirmung sicherzustellen

Die wesentliche Struktur übernimmtein zentraler Tragrahmen, der in Leicht-bauweise aus hochfestem Aluminiumhergestellt wird (siehe Abbildung untenlinks). An diesem Tragrahmen sind alleKomponenten im Inneren der Batteriebefestigt. Die beiden Deckel aus glasfa-serverstärktem Kunststoff dienen demSchutz vor Feuchtigkeit und Schmutz.Um die elek tromagnetische Abschir-mung zu gewähr leisten, sind die Deckelmit einem leitfähigen Lack beschichtet(siehe Abbildung unten rechts).

Hochvoltanschlüsse für Schnell -ladung unter 30 Minuten

Die Zellen sind in insgesamt zehn qua-derförmigen Modulen mit jeweils 44Einzellzellen untergebracht. Es gibt fünfModule in der oberen Hälfte der Batterie.Weitere fünf Module sind im unteren Teilhängend angebracht. Im oberen Bereichder Batterie befinden sich Sicherungen,Schütze und elektrische Verteiler. DieBatterie verfügt über insgesamt fünfHochvoltanschlüsse für zwei Antriebs -

Die Batterie des Forschungsfahrzeugs Boxster E ist an derselben Stelle positioniert wie der Mittelmotor des Serienfahrzeugs

motoren sowie je einen Klimakompres-sor, Ladegerät und Heizer. Am Hoch-volteingang ist das interne Ladegerätangeschlossen, mit dem die Batteriemit 3,3 kW Leistung über eine normaleHaushaltssteckdose geladen werdenkann. Mit einem externen Schnelllade-gerät sind jedoch auch höhere Ladeleis -tungen von bis zu 60 kW möglich, wasdie Ladezeit auf unter 30 Minuten redu-ziert. Das Gewicht der Batterie beträgt341 Kilogramm.

Cool bleiben

Damit die Zellen in ihrem Temperaturar-beitsbereich von circa –10 bis +40 GradCelsius bleiben, müssen sie bei Bedarferwärmt oder gekühlt werden. So wirddie Batterie zum Beispiel im Ladebe-trieb thermisch vorkonditioniert. Einebesondere Herausforderung stellt dieWärmeentwicklung bei sportlicher Fahr-weise dar. Hier können in der Batterieüber 5 kW Wärmeverluste entstehen,die abgeführt werden müssen. Würdeman eine Luftkühlung einsetzen, wärepro Sekunde ein Luftvolumen von 500Litern erforderlich, was sich bei dem zurVerfügung stehenden Bauraum nichtumsetzen lässt. In der Mitte des Trag-rahmens befinden sich daher fünf Kühl-platten, welche die Zellen jeweils einesoberen und unteren Moduls mit Flüssig-keit kühlen.

Diese Platten sind zum einen so opti-miert, das sie einen sehr guten Kontaktzu den Zellmodulen aufweisen. Dies be -wirkt einen optimalen Wärmetransportin das Kühlmittel. Zum anderen sinddie Kühlkanäle so gestaltet, dass dieDruckverluste niedrig und die Vertei-lung der Temperatur in der Platte sehrhomogen ist.

Die Batteriekühlung ist in den Niedertem-peraturkreislauf des Fahrzeugs ein ge -bunden. Bei sehr niedrigen Umgebungs-temperaturen findet eine Erwärmungüber einen Hochvoltheizer statt. Beimittleren Temperaturen erfolgt der Wär -me austausch über einen Luftwärme-tauscher (Kühler). Bei hohem Kühlbedarferfolgt die Hinzuschaltung des Klima-kompressors.



Die Ladebuchse befindet sich wie der Tankdeckeljedes Porsche Sportwagen vorne

Überwachung der Batterie

Beim Betrieb von Lithiumbatterien mussgewährleistet werden, dass sich derenSpannung ständig in einem vom Her -steller vorgegebenen Bereich befindet.Über- oder Unterspannung kann die Le-benserwartung der Zellen reduzieren oderdiese im Extremfall zerstören. Ähnlichesgilt für die Betriebstemperatur. Zu warmeZellen altern schneller, zu kalte Zellenliefern nur eingeschränkte Leistung.

An der Front der Module befinden sichdie Platinen der sogenannten Zellcon-troller. Diese überwachen permanentSpannungen und Temperaturen der Zel-len. Die gemessenen Daten werden imzentralen Batteriemanagementsystemausgewertet. Dieses System sendet dienotwendigen Informationen über dasBordnetz an den Motor und das einge-baute 220 Volt Ladegerät. Somit wird imLade- und Fahrbetrieb die Batterie kon -trolliert ge- beziehungsweise entladen.

Querschnitt durch die Batterie des Boxster E mit Darstellung des Kühlkreislaufs

Schneller Wechsel in wenigen Minuten

Alle elektrischen Anschlüsse sind durchschnell lösbare Stecker realisiert. Auchdie Leitungen für die Wasserkühlung wer -den mit wasserdichten Schnellkupplun-gen aus dem Motorsport angeschlossen.Steht eine Hebebühne zur Verfügung,lässt sich die Batterie mit geeignetemWerkzeug in wenigen Minuten wechseln,was insbesondere im Entwicklungsbe-trieb von Vorteil ist.

Werden die beiden Deckel entfernt,sind alle Komponenten gut zugänglich.Dies hat auch Vorteile für den Zu-sammenbau der Batterie, der sich un-problematisch und sicher bewerkstelli-gen lässt.

Härtetest

Nach dem Zusammenbau erfolgt derTest. Ende 2010 wurde am PorscheEngineering-Standort Bietigheim einHochvoltprüfstand in Betrieb genom -men . Hiermit wurde die Batterie samtBatteriemanagement umfangreich ge-testet, bevor sie ihren ersten Einsatz

im Boxster E bestehen konnte. Bei denTests wurden zunächst mit moderatenLeistungen alle Grundfunktionen desLadens und Entladens getes tet. Auchdie nominale Leis tung von über 200kW wurde bei Porsche Engineering ge-testet.

Besonderes Augenmerk lag dabei stetsauf den Sicherheitsfunktionen rund umdie bereits beschriebene Überwachungder Zellen. Eine weitere wichtige Funk-tion ist die korrekte Berechnung desLadezustands. Dieser wird erst nachder Kalibrierung zahlreicher Parameterim System verlässlich ermittelt unddem Fahrer im Cockpit angezeigt.



Porsche Engineering leistete einen wichtigen Bei-trag bei der Entwicklung der Anzeige- und Bedien - konzepte des Boxster E

Intelligent in Richtung Zukunft

Nach erfolgreichem Abschluss der um-fangreichen Testverfahren stand dem Ein-bau in das Fahrzeug und der Präsentationdes Boxster E nichts mehr im Wege. DasResultat: Porsche-typische Leistung so-wohl beim Ladeverhalten als auch beimFahren ab den ersten Metern. Und dasganz ohne lokale Emissionen. Die Er-kenntnisse aus der weiteren Er probungder drei vollelektrischen Fahrzeuge bil-den den Grundstein für zukünftige For-schungs- und Vorentwick lungs akti vi tätenzum Thema Elektromobilität. Es sind alsonoch einige weitere Kapitel der PorscheIntelligent Perfomance zu erwarten ...

Elektromobilität Wärmemanagement

34

Wärmemanagement von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb

Bisher bestand die Aufgabe für die Por-sche-Thermodynamiker unter anderemdarin, die Abwärme von Verbrennungs-motoren mit hoher Motorleistung effi-zient abzuführen, die thermische Stabi-lität und Funktion über ein optimiertesKühlsystem in allen relevanten Betriebs-punkten sicherzustellen und mittels ausge -klügelten Thermomanagementstrategienden Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.Darüber hinaus galt es, die Kühlung, Be-lüftung sowie Hitzeschutzmaßnahmenfür Bauteile, Nebenaggregate oder dasGetriebe zu gewährleisten.

Bei elektrifizierten Fahrzeugen verän-dert sich diese Aufgabenstellung. Nebender Temperierung von Traktionsbatte-rien und der Kühlung von Leis tungs -

elektronik, E-Maschine und Range-Ex-tender steht speziell auch die energetischsinnvolle Verknüpfung dieser Kühlungs-aufgaben sowie die effiziente Klima -tisierung des Fahrzeuginnenraums imFokus.

Da die derzeit noch eingeschränkteKapazität der Traktionsbatterie von E- Mo bilen zu einer im Vergleich zu konven-tionellen Fahrzeugen deutlich geringerenReichweite führt, steht neben der Ge-währleistung der Betriebsfunktion undvon Komfortaspekten die Energieeffi-zienz aller technischen Maßnahmen imVordergrund, zumal diese begrenzteReichweite durch Nebenverbraucher, wiezum Beispiel Heiz- und Klimageräte, nocheinmal drastisch reduziert werden kann.

Kühlung der Batterie, Leistungs-elektronik und E-Maschine

Aus thermischer Sicht sind beim Einsatzvon Lithium-Ionen-Akkus in Elektrofahr-zeugen drei Hauptaspekte zu berück -sichtigen: Bei Temperaturen unter nullGrad Celsius sinkt die Leistungsfähigkeitder Batterie und somit die Reichweiteaufgrund nachlassender chemischer Re-aktionen deutlich. Bei Temperaturen über30 Grad Celsius nimmt die Alterung derBatterie exponentiell zu und bei Tempe-raturen über 40 Grad Celsius kann eszu einer irreversiblen Schädigung derBatterie kommen.

Die Idealtemperatur für eine Lithium-Ionen-Traktionsbatterie gleicht in etwader Temperatur, bei der sich auch derMensch wohlfühlt. Um eine maximaleelektrische Leistung und eine langeLebensdauer zu erzielen, ist die Einhal-tung eines Temperaturfensters von 20bis 30 Grad Celsius von großer Bedeu-tung. Dabei ist zum einen das absoluteTemperaturniveau, zum anderen aberauch eine ausreichend gute Homoge-nität der Temperaturverteilung in derBatteriezelle sicherzustellen.

Die thermischen Einflüsse auf eine Bat-terie, wie Eigenwärme bedingt durchden Batterieinnenwiderstand, Außen-temperatur, Sonneneinstrahlung undWärmeverluste müssen daher durchgeeignete Temperierungsmaßnahmen,also je nach Bedarf durch Heizen oderKühlen, kontrolliert und geregelt wer-den. Dies garantiert eine einwandfreieFunktion im kundenrelevanten Tempe-raturbereich von –20 bis +45 GradCelsius.

Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs stellt die Thermo-

dynamik-Spezialisten von Porsche Engineering vor neue,

spannende Herausforderungen.


Leistungselektronikund elektrischer

Antrieb

Fahrgastkabine

Kühl-und

Heizkonzepte

Traktionsbatterie

Synergieeffekte

35

Je nach Fahrzeugtyp (zum BeispielMild-Hybrid, Vollhybrid, Plug-in-Hyb rid,vollelektrisches Fahrzeug ), Anforde-rungsprofil, Batterietyp, Zellchemie undZellgeometrie können verschie deneKühlmedien und -methoden zum Ein-satz kommen. Man unterscheidet hierzum Beispiel Luftkühlung, Kühl mittel -kühlung oder Kältemittelkühlung so -wie direkte Kühlung oder Sekundär-kühlung.

Bei letzter Kühlungsvariante wird dieBatterie über einen externen Nieder-temperaturkühler gekühlt und nur nachBedarf, also bei sehr hohen Außentem-peraturen, kommt ein zusätzlicher Wär-meüberträger (Chiller) zum Einsatz, derdie niedrige Temperatur des verdamp-fenden Kältemittels aus dem Klima-kreislauf auf den Batteriekühlkreislaufüberträgt.

Neben der Traktionsbatterie gilt esbeim Elektrofahrzeug aber auch nochweitere Komponenten wie Elektromo-tor(en), Leistungselektronik und gege-benenfalls Range-Extender zu berück -sichtigen.

optimale Kühl- und Heizkonzept erarbei-tet und festgelegt werden.

In der unteren Abbildung sind beispiel-haft Ergebnisse einer Simulation derBatteriekühlung für den Neuen Europäi-schen Fahrzyklus (NEFZ) dargestellt.Basierend auf der errechneten Verlust-leistung kann sowohl die Temperaturer-höhung der Komponenten bestimmt,als auch der Kühlbedarf ermittelt werden.Des Weiteren kann der Energiebedarffür verschiedene Kühlkonzepte aus gege -ben und somit das aus Gesamtfahrzeug -sicht energetisch optimale Konzept aus-gewählt werden.

Je nach Kundenwunsch konzipieren,entwickeln und optimieren die Thermo-dynamiker von Porsche Engineeringdas Gesamtfahrzeugkühlsystem, ein-zelne Kühl- und Heizkreisläufe oderauch Einzelbauteile. Ein Beispiel dafürist die auf der nächsten Seite gezeigteKühlplatte aus der Traktionsbatteriedes Boxster E. Basierend auf einer

Da diese Systeme alle mit unterschied-lichen Temperaturniveaus betriebenund gekühlt werden müssen (siehe Ab-bildung links), ist man bestrebt, Syner-gieeffekte durch die Abstimmung derverschiedenen Kühl- und Heizkreisläufeaufeinander zu erzielen (siehe Abbil-dung gegenüberliegende Seite). Durcheine Harmonisierung der Temperatur-niveaus kann die Anzahl der unter-schiedlichen Kühlkreisläufe reduziertund somit Gewicht und Kosten einge-spart sowie zusätzlicher Packageraumgewonnen werden.

Bereits in der Konzeptphase entschei-den die Ingenieurinnen und Ingenieurevon Porsche Engineering, mit welchemKühlmedium und auf welche Art undWeise gekühlt werden soll. Hierzu hatPorsche Engineering eigens ein Ther-mal-Simulationstool entwickelt und durchVersuche validiert. Damit kann bei vor-gegebenen Leistungsdaten und Fahrpro-filanforderungen bereits in einem frühenStadium der Fahrzeugentwicklung das



Zeit fi

—— T Ziele —— T Kühlmittel —— P Verlust —— Geschwindigkeit

Simulationsergebnisse für ein Fahrzeug im NEFZ

Temperaturniveaus

fi

fi

fi

fi

E-Motor

Leistungselektronik

Batterie

Verbrennungsmotor

140

120

100

80

60

40

20

T [°C]

fiUMGEBUNGSTEMPERATUR

Beispiel durch den Einsatz eines Hoch-volt-PTC-Zuheizers.

Wie Berechnungen zeigen, können sol-che Heizkonzepte genauso viel Leistungwie das eigentliche Fahren benötigenund damit die Reichweite um bis zu 50Prozent reduzieren. Damit der Endkun-de nicht vor die Frage „Frieren oder fah-ren?“ gestellt wird, entwickelt man beiPorsche Engineering neue und innova -tive Ansätze. Bedarfsgerecht, je nachFahrzeugtyp und Anforderungsprofil,können Zuheizkonzepte basierend aufregenerativen Kraftstoffen oder Kom -binationen aus Wärmepumpe, Latent -wärmespeicher und luft- sowie wasser-seitigen Zuheizern zusammengestelltund integriert werden.

Da die Porsche-Entwicklerinnen und -Ent -wickler stets auch das gesamte Fahr-zeug im Auge haben, werden im Rahmenvon Wärmemanagementoptimierungenauch Sekundärmaßnahmen betrachtetund auf Effizienz und Umsetzbarkeithin überprüft. So kann der Einsatz voninnovativen (Dämm-) Materialien undKonzepten zur Innenraum- und Bau teil -isolierung zielführend sein, um Wärme -


leitung bewusst zu fördern oder gezielteinzudämmen.

Fazit: Herausforderungen und Lösungen

Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugenfällt die konventionelle verbrennungsmo-torische Kühlung ganz oder zumindestteilweise weg. Durch den Entfall der Mo-torabwärme sowie der Möglichkeit, überden Verbrennungsmotor Nebenaggrega-te anzutreiben, müssen sowohl aus ther-mischer als auch aus energetischer Sichtneue Lösungen entwickelt werden.

Dies führt zu einem komplexen Wär -memanagement auf unterschiedlichenTemperaturniveaus für die Kühlung derBatterie, der E-Maschine, der Leis tungs - elektronik und gegebenenfalls einesRange-Extenders. Auch die Innen raum -klimatisierung wird technisch anspruchs -voller.

Diesen Herausforderungen begegnendie Ingenieurinnen und Ingenieure vonPorsche Engineering mit der Ther mo -managementkompetenz aus dem klas -si schen Sportwagenbau sowie den Er-fahrungen aus Eigenentwicklungen imBereich der Elektromobilität.

Unter Einbeziehung sämtlicher Entwick -lungswerkzeuge, von der Simulation undBerechnung über den klassischen Kom-ponentenversuch am Prüfstand bis zumGesamtfahrzeugversuch auf der Test-strecke, entwickelt Porsche EngineeringBauteile, Module und Gesamtsystemezur thermischen Absicherung und Opti-mierung von Fahrzeugen und Produk-ten aller Art.

analytischen Grundauslegung mit demerwähnten Thermalmodell wurde dieKühlplatte geometrisch konzipiert undmit numerischer Strömungssimulation(CFD) optimiert. Das Ergebnis ist einoptimal auf das Batteriepaket angepass -ter, hocheffizienter Wärmetauscher mitgeringem Druckverlust, hoher Kühlleis -tung und sehr homogener Temperatur-verteilung bei gleichzeitig optimiertemGewicht.

Innenraumklimatisierung

Eine weitere Herausforderung bei elek-trisch angetriebenen Fahrzeugen ist dieBereitstellung von Heiz- und Kühlleis -tung für den Innenraumkomfort sowiefür sicherheitsrelevante Aspekte wie dieBeschlagfreihaltung der Scheiben oderdie Scheibenenteisung (Defrost-Funk-tion). Die vom konventionellen Fahrzeuggewohnte und von den Kunden erwarte-te Innenraumklimatisierung benötigt anheißen und feuchten Tagen einen Ener-giebedarf von bis zu 3 kW und zum Hei-zen im Winter bis zu 7 kW. Da die Ab-wärme vom Verbrennungsmotor jedochfehlt, wird dieser Energiebedarf meistaus der Traktionsbatterie gedeckt, zum


Batterie-Kühlplatte Boxster E

Temperatur

Elektromobilität Hybrid-Mountainbike und Seabob

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Die Elektrifizierung der Mobilität – das Porsche-Mountain bikeHybrid RS und der Seabob


Seien es der Panamera S Hybrid, der918 Spyder, der Cayenne S Hybrid oderder 918 RSR: Die Integration elektri-scher Leistung in Porsche-Fahrzeuge mitklassischem Verbrennungsmotor schrei-tet stetig voran. Doch auch im Kleinenhat Porsche Engineering bereits bewie-sen, dass elektrische Energie die Fortbe-wegung effizienter gestalten kann. BeimPrototypen Mountainbike Hybrid RS undbeim Serien-Wassersportgerät Seabobliefern Batterien die Energie für neueHöchstleistungen.

Anfang 2010 wurde die Idee geboren,die Hybrid-Kompetenz von Porsche beider Präsentation des Porsche CayenneS Hybrid durch die Entwicklung eines

Hybrid-Mountainbikes zu unterstreichen.Innerhalb kurzer Zeit entwickelten die In-genieure von Porsche Engineering vollfunktionsfähige Prototypen von Hybrid-Mountainbikes, die sie im Rahmen derCayenne S Hybrid-Präsentation vorstellten.

Bereits im Jahr 2009 beschäftigte sichPorsche Engineering im Rahmen einerStudie mit der Entwicklung solcher soge-nannter Pedelecs (Pedal Electric Cycles).Im Gegensatz zu konventionellen Fahrrä-dern sind Pedelecs mit einem zusätz-lichen Elektromotor ausgestattet, sodassneben der Muskelkraft elektrische Energiefür den Antrieb des Fahrrads zur Verfü-gung steht. Die elektrische Energie kannbei einem Pedelec allerdings nur genutzt

werden, wenn der Fahrer gleichzeitig indie Pedale tritt. Die Rekuperation in einemPedelec erfolgt analog zum Automobilbeim Bremsvorgang. Dies bedeutet, dassEnergie während des Bremsvorgangs zu-rückgewonnen wird und in der Pedelec-Batterie zwischengespeichert wird. Siesteht dem System anschließend zu An-triebszwecken wieder zur Verfügung.

Die Merkmale des entwickelten Demo -bikes für die Cayenne S Hybrid-Präsenta-tion entsprechen ganz denen eines typi-schen Porsche: Das Mountainbike HybridRS ist leistungsstark, leicht und dennochgeländegängig (Full Suspension Moun-tainbike). Auch das Design spielte bei derEntwicklung eine wichtige Rolle: Es wurde



Bremsmoment auf. Die patentierte Brem-se erkennt mittels Sensorik den Winkeldes Bremshebels und liefert diese Infor-mation für eine stufenlose Rekuperation.

Die Motor-Unterstützung ist in verschie-denen Stufen wählbar und wird über einiPhone geregelt, das mit einer Halterungam Lenker angebracht ist. Die von Por-sche Engineering programmierte Appsteuert nicht nur den Elektromotor, son-dern visualisiert außerdem die momenta-nen Energieflüsse und den Ladezustandder Batterie. Das iPhone kommuniziertper W-LAN mit der Steuerelektronik, dieebenfalls von Porsche Engineering ent-

In guter Gesellschaft: Das Hybrid-Bike wurde gemeinsam mit dem Porsche Cayenne S Hybrid präsentiert

wickelt wurde. Auf Wunsch lassen sichmit der App zu Trainingszwecken Berg-auffahrten simulieren, indem ein elektri-sches Bremsmoment festgesetzt wird.

Während der Präsentation des CayenneS Hybrids in Leipzig konnten sich natio-nale und internationale Journalisten vonden vielfältigen Funktionen des Moun-tainbikes Hybrid RS sowie dem einher-gehenden Fahrspaß überzeugen. Por-sche Engineering hat die Hybridisierungerfolgreich auf zwei Räder übertragen.Einziger Wermutstropfen des Hybrid RS:Das Mountainbike ist eine Konzeptstudieund nicht als Serienprodukt geplant.

Im Wasser hingegen bewegt sich schonseit längerer Zeit ein Serienprodukt, beidem Porsche Engineering einen ent-scheidenden Beitrag zur Effizienzsteige-rung der Fortbewegung geleistet hat:Das Wassersportgerät Seabob sorgtmittels elektrischem Antrieb für umwelt-freundlichen Fahrspaß an der Wasser-oberfläche und in der Tiefe.

Per Gewichtsverlagerung des Körperslässt sich das ungewöhnliche Fun-Sport-gerät ganz einfach steuern. Die Ge-schwindigkeit wird dabei anhand desControlgrips geregelt. Der rund 64 Kilo-gramm schwere und mit einem siebenPS (5,2 kW) starken Elektro-Jetantriebausgestattete Seabob erreicht 15 bis 20Stundenkilometer und könnte bis zu 40Meter tief tauchen. Die serienmäßigeVoreinstellung erlaubt allerdings ausSicherheitsgründen zunächst nur eineTauchtiefe von 2,5 Metern. Sie kann je-doch mittels PIN-Eingabe auf einen tiefe-ren Wert eingestellt werden. Den Schuberzielt der Antrieb durch das Jetstream-

Eine eigens entwickelte App visualisiert unter an-derem die momentanen Energieflüsse

Wert auf einen sportlichen Auftritt mithochwertigen Komponenten im Porsche-Design gelegt. Eine Hybrid-Botschaft aufdem Rahmen ziert das Mountainbike.

Das Porsche-Bike Hybrid RS verfügtüber einen leichten Karbon-Rahmen,der ein Gesamtgewicht von weniger als16 kg ermöglicht. Der elektrische Na-benmotor mit Direktantrieb kann ohnezusätzliches Getriebe bis zu 450 Wattauf das Hinterrad bringen. Die Energieliefert ein Lithium-Mangan-Akku mit 161Wh, der anstelle der Trinkflasche amRahmen angebracht ist.

Der Antrieb wird per Drehmoment-Sen-sierung geregelt: Sobald in die Pedalegetreten wird, liefert der Motor zusätzli-ches Drehmoment und verstärkt damitdie reine Muskelkraft des Fahrers. So-mit können mühelos selbst steile Hängeerklommen und rasante Touren unter-nommen werden. Die elektrische Unter-stützung reicht rund 50 Kilometer. Beigezogener Bremse (zum Beispiel bei derBergabfahrt) wird der Antriebsmotor zumGenerator und baut ein elektrisches

Prinzip. Der kraftvoll rotierende Impellersaugt Wasser an und presst es mit ho-hem Druck durch den Jetkanal nach au-ßen. Doch nicht nur bei Fahrspaß undOptik überzeugt der Seabob des Herstel-lers Cayago. Auch die Technik hat dankder Entwicklungsarbeit einiges zu bieten.Die Ingenieurinnen und Ingenieure vonPorsche Engineering ent wickelten fürdas patentierte Wassersportgerät dreiElektronikkomponenten: den Akku-Ma-nager, die Motorsteuerung und das Be-dienteil mit grafischem Display.

Mit einer Kapazität von 40 Amperestun-den pro Vier-Volt-Zelle überwacht derAkku manager die Funktionsfähigkeit derim Gerät verbauten Lithium-Ionen-Akkus,die sonst auch in der WeltraumtechnikAnwendung finden. Um die Lithium-Ionen-Akkus vor Beschädigungen zu schützen,wurde eine spezielle Elek tronik ent wi - ck elt, welche die Zellspannungen ein-zeln über wacht. Der Akku-Manager steu -ert ebenso die Strom überwachung undStrom abschaltung für das Laden undEntladen des Akkus. Zudem überwachenmehrere Senso ren die Einhaltung derBetriebstemperatur. Die Elektronik sorgtdurch Cell-Balancing dafür, dass alle

Batteriebetriebener Fahrspaß sowohl über als auch unter Wasser: der Seabob

Zellspannungen gleich groß sind. Damitkann ein Auseinanderdriften der in Seriegeschal teten Akkuspannungen verhin-dert werden.

Der Motor des Seabob verursacht keineEmissionen und ist fast lautlos. SeineSteuerung arbeitet mit einem digitalenSignalprozessor (DSP) und erzeugt ausder Akkuspannung einen dreiphasigen,sinusförmigen Drehstrom. Bei der Zwi -schen kreisspannung von maximal 60 Voltwerden Strangströme von bis zu 200Ampere erzeugt. Die Leistungsendstufeist sogar für bis zu 250 Ampere ausge-legt. Der Motor hat eine Nennleistung vonbis zu 7,5 Kilowatt und kann bis auf dasDoppelte überlastet werden. Die Rotor -position wird über drei Hall-Sensoren er-fasst. Bei der Maschine handelt es sichum einen High-Torque-Synchron-Antrieb.Durch modernste Technologie erzielt derMotor trotz kompakter Gesamtbaugrößeein optimales Drehmoment mit einem

außergewöhnlichen Wirkungsgrad vonüber 96 Prozent. Bei einem Dauertestmit mehr als 10.000 Betriebsstunden un-ter Volllast gab es am Triebwerk wederStörungen noch Leistungsabfall.

Das beleuchtete LCD-Display zeigt allewichtigen technischen Daten zur Motor-elektronik gut lesbar an. Dazu gehörendie aktuelle Fahrleistung, die Restbe-triebsdauer und der Akku-Ladestand.Darüber hinaus erhält der Fahrer überdas Display Informationen über Tauchtiefeund Wassertemperatur. Über eine in te -grierte Infrarotschnittstelle können zu-dem Software-Updates eingespielt undDiagnosedaten ausgelesen werden. Eben - so lassen sich notwendige Programmier-funktionen über das LCD-Display kom-fortabel kontrollieren.

Das Ergebnis: ein Wassersportgerät, dasintuitiv bedienbar ist, über eine intelli-gente Akku- und Motorsteuerung verfügtsowie einen unverwechselbaren Fahrspaßgarantiert. Und damit ist noch langenicht Schluss: Derzeit arbeitet PorscheEngineering gemeinsam mit Cayago aneinem wesentlich leichteren Modell, dasfür noch mehr Fahrspaß sorgen wird.

Ganz gleich, ob Hybrid-Bike oder Sea -bob: Porsche Engineering überträgt dieKompetenzen im Bereich Elektromobilitätauf unterschiedlichste Anwendungen –auch wenn es sich dabei einmal nicht umAutomobile handelt.



Elektromobilität Panamera S Hybrid


Panamera S Hybrid: Porsche Gran Turismo setzt neuen Klassen-Maßstab

Ohne Verzicht auf Sportlichkeit und Ele-ganz verbindet das neue Hybridmodelleine Gesamtleistung von 380 PS (279kW) mit einem Verbrauch von im bestenFall nur 6,8 Liter Kraftstoff auf 100 Kilo-meter nach NEFZ (Neuer EuropäischerFahrzyklus). Das entspricht einem CO2-Ausstoß von lediglich 159 g/km. Damitist der Panamera S Hybrid nicht nurder sparsamste Porsche aller Zeiten, erschlägt auch alle Vollhybrid-Serienfahr -

zeu ge der Luxusklasse, in Verbrauch undCO2-Emissionen um Längen.

Diese Werte erreicht er mit den eigensfür den Panamera entwickelten, optio-nalen All-Season-Reifen von Michelinmit nochmals verringertem Rollwider-stand. Aber selbst mit der serienmäßi-gen Bereifung liegt der Kraftstoffver-brauch des neuen Porsche-Hybridmodellsmit 7,1 l/100 km im NEFZ – entsprechend

167 g/km CO2 – auf einem in dieserKlasse bisher nicht erreichten niedri-gen Niveau.

Das kann nur der Panamera S Hybrid: Segeln bis 165 km/h

Der Panamera S Hybrid setzt sowohl inden klassischen als auch in den für Hy-bridfahrzeuge charakteristischen Fahr-leistungen Meilensteine. Die Beschleuni-gung aus dem Stand auf 100 km/habsolviert der Panamera S Hybrid in6,0 Sekunden, die Höchstgeschwindig-keit ist bei 270 km/h erreicht. Die reinelektrische Reichweite liegt bei rundzwei Kilometern, elektrisches Fahren ist

Mit dem Panamera S Hybrid schlägt Porsche ein neues

Kapitel der Porsche Intelligent Performance auf und schreibt

die Erfolgsgeschichte des viertürigen Gran Turismo fort.

Elektromobilität Panamera S Hybrid


5.250/min entwickelt, kann die Elektro-maschine ihr volles Drehmoment vonbis zu 300 Nm bereits aus dem Still-stand zum Vortrieb nutzen. Die maxima-le Leistung der beiden Antriebe von 380PS steht bei 5.500/min zur Verfügung,während das kombinierte Drehmomentvon 580 Nm bereits bei 1000/min ei-nen bulligen Antritt garantiert.

Wie der Porsche Cayenne S Hybrid ver-fügt auch der Panamera S Hybrid überdie E-Power-Taste in der Mittelkonsole,deren Aktivierung den Bereich erwei -tert, in dem rein elektrisch gefahrenwerden kann. Die Aktivierung wird zumeinen über eine LED auf der Taste ange-zeigt und zum anderen leuchtet imKombiinstrument ein blauer Hinweis text„E-Power”. Im E-Power-Modus wird dieGaspedalkennlinie verändert, sodassBeschleunigungswünsche wesentlichmo derater umgesetzt werden und einfrühzeitiger automatischer Start desVerbrennungsmotors bei höherer Leis -tungsanforderung verhindert wird.

je nach Fahrsituation bis zu 85 km/hmöglich. Der Porsche-Hybridantrieb er-möglicht darüber hinaus als weltweiteinziges System auch die Erschließungvon weiteren Verbrauchspotenzialenin höheren Geschwindigkeitsbereichendurch das sogenannte „Segeln“ auf Auto -bahnen und Landstraßen. Dabei wirdbei Geschwindigkeiten von bis zu 165km/h (Cayenne S Hybrid: 156 km/h) inPhasen ohne Antriebsleistung der Ver-brennungsmotor vom Antriebsstrangabgekoppelt und abgeschaltet.

Ein starkes Team: Kompressor undElektromaschine

Der Panamera S Hybrid wird von demMotorenteam angetrieben, das sich be-reits im Cayenne S Hybrid bewährt hat:Den Hauptantrieb übernimmt ein Dreili-ter-V6-Kompressormotor mit 333 PS(245 kW), der von einer 47 PS (34 kW)starken Elektromaschine unterstütztwird. Beide Maschinen können den Pana -mera S Hybrid jeweils allein oder mit

vereinten Kräften antreiben. Die Elektro-maschine dient darüber hinaus als Ge-nerator sowie als Starter. Sie bildet zu-sammen mit der Trennkupplung daskompakte Hybridmodul, das zwischenVerbrennungsmotor und Getriebe sitzt.Die E-Maschine ist mit einer Nickel-Metallhydrid-Batterie (NiMh) verbun-den, in der die beim Bremsen undFahren gewonnene elektrische Energiegespeichert wird. Die Kraftübertragungübernimmt serienmäßig die aus denCayenne-Modellen bekannte Achtgang-Tiptronic S mit einer weiten Spreizungder Gänge.

Die maximale Leistung des PanameraS Hybrid steht dem Fahrer beim soge-nannten „Boosten” zur Verfügung. Da-bei werden die Antriebsmomente desVerbrennungs- und Elektromotors über-lagert und addieren sich. Dies ist einweiterer großer Vorteil des Porsche-Hybridkonzepts. Während der Verbren-nungsmotor sein maximales Drehmo-ment von 440 Nm bei 3.000/min bis

Der Porsche-Hybridantrieb ermöglicht in Phasen ohne An triebsleistungdas Abkoppelnund Abschaltendes Verbrennungs -motors

Porsche exclusive: the parallel fullhybrid, compact and powerful

Instead of using a power-branched hy -b rid drive, Porsche went for a parallel fullhybrid. There were numerous reasonsfor this decision. Unlike other hybrid sys -tems, which offer particular advantagesfor stop-and-go city driving, the systemdeveloped by Porsche also provides theadditional option to “sail” in the Pana -mera S Hybrid, with the combustion en-gine switched off and at speeds of upto 165 km/h (103 mph). The parallel fullhybrid model also allows the kind ofacce leration and elas ticity typical of aPorsche without the so-called rubberband-effect of power-branched hybridsystems. The concept therefore fits per-fectly with the Porsche philosophy: ex-ceptional driving performance combin -ed with the highest level of efficiency.Another advantage is the comparativelysmall amount of space required: at only147.5 millimeters long, the full hybridmodule is particularly compact. It is po-

sitioned between the combustion eng -ine and the transmission, and consistsprimarily of the ring-shaped synchro-nous motor and a decoupler on the sideconnected to the com bustion engine. Inthis way, the power flux and characteris -tics are the same as a conventional drive.Additionally, the Porsche hybrid does notadd much extra weight. The Panamera SHybrid weighs only 1,980 kilograms(4,361 lbs.) when empty and is thereforequite trim for its class. It can also take aload of up to 505 kilograms (1,112 lbs.).

Impressive equipment

The range of standard equipment forthe Panamera S Hybrid is even widerthan that of the already extensive stan-dard equipment of the Panamera S witheight-cylinder engine. For example, thehybrid model is fitted as standard withthe adaptive air suspension includingthe adaptive shock-absorber system withPASM, with Servotronic and a rear wiper.The new Gran Turismo also features theinnovative display design from the Cay-enne S Hybrid that provides the driverwith all the relevant information aboutthe vehicle’s specific hybrid driving sta-tus. The performance of both powersources as well as all of the relevant sta-tistics related to the hybrid drive are dis -played to the driver on the TFT displayin the instrument cluster. The driver cansee the charge state of the traction bat-tery and the energy flows, illustrated byan arrow in the direction of flow, in realtime on the display. The Panamera SHyb rid creates totally novel highlightsin the luxury segment – from sporty toenvironmentally friendly – and thus un-derlines the strategic importance ofPorsche Intelligent Performance.Porsche Communication Management (PCM) shows the hybrid drive in operation and energy flows in detail

In line with the Porsche philosophy: exceptional driving performance combined with maximum efficiency

Electromobility Panamera S Hybrid

42 Porsche Engineering Magazine 1/2011

Porsche Engineeringdriving identities

www.porsche-engineering.de

80 Jahre effiziente Entwicklungsleistung in Summe:

keine Ressource zu viel und kein Traum zu wenig.

Porsche Consulting gratuliert Porsche Engineering herzlich zum 80-jährigen Jubiläum

und freut sich auf die weitere erfolgreiche Zusammenarbeit.

www.porsche-consulting.com

Porsche ConsultingEinfach. Schnell. Erfolg erfahren.

Porsche Engineering Magazine 2011/1 Jubiläumsausgabe

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Transcript of Porsche Engineering Magazine 2011/1 Jubiläumsausgabe