Engineering Wie VW den ID Every1 fast ohne Prototyp entwickelt

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Volkswagen entwickelt den ID Every1 vollständig in einer virtuellen Umgebung. Chef-Ingenieur Thomas Kamla erklärt, welche Rolle die Simulation dabei spielt und warum die erste zonale E/E-Architektur des Konzerns in einem Kleinwagen debütiert.

Den größten Vorteil von Simulationssoftware bringt Thomas Kamla, bei Volkswagen Chef-Ingenieur der MEB-Familie, knapp auf den Punkt: „Mit Simulationen spart man erheblich Zeit.“ Für den Kleinwagen ID Every1 waren 36 Monate eingeplant, inzwischen peilt das Team 24 Monate an. Das sind 33 Prozent weniger Zeit.

„Und dass obwohl wir eine neue Elektronikarchitektur in dem Auto haben, einen neuen Antrieb, eine neue Batterie und auch noch die Plattform geändert haben“, sagt Kamla. Der ID Every1 ist das erste E-Auto mit einer zonalen Architektur, die in Kooperation mit den Kollegen von Rivian im kalifornischen Palo Alto entwickelt wurde. Wesentliches Merkmal dieser Konstruktionsweise ist die Update-Fähigkeit über eine Datenverbindung. 

Dass diese Technik zuerst in einem Auto ab etwa 20.000 Euro kommt und nicht in einer Oberklasse-Limousine, ist Absicht. „Eine Skalierung bottom-up ist herausfordernder“, sagt Kamla. Die Serienversion des ID Every1 kommt im Jahr 2027 auf den Markt, allerdings nicht unter dieser Modellbezeichnung. Volkswagen besinnt sich beim ID Polo und ID Tiguan auf gelernte Modellnamen. So wird es auch beim Kleinwagen sein, für den insbesondere ID Lupo oder ID Up infrage kommen.

Ohne einen einzigen Prototyp

Begonnen hat die Entwicklungsarbeit mit einem digitalen Technikmodell. Daran prüften die Ingenieure, welche Achsen ins Auto passen, wie groß die Batterie maximal werden kann, wie schwer das Fahrzeug werden darf und welche Crashanforderungen gelten. Vorgaben lieferten vier definierte Zielkunden: ein älterer Alltagsfahrer, eine Krankenschwester im Pflegedienst, eine Fahranfängerin sowie ein Flottenmanager. Aus diesen Nutzerprofilen leitete das Team Funktionsumfang, Reichweite und Total Cost of Ownership ab. Volkswagen nennt den Prozess „Customer Defined Vehicle“.

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Doch der Verzicht auf einen Prototyp überrascht in diesem Ablauf. Natürlich gab es physische Erprobungen. Doch dazu baute das Team Antrieb, Batterie oder Thermomanagement in sogenannte Aggregatträger, also umgebaute VW ID 3. Ein fertiges Gesamtfahrzeug bekommen die Entwickler erst zu sehen, wenn die Vorserienfertigung anläuft. Das bedeutet auch, dass die Ingenieure den kompletten Fertigungsprozess virtuell ausgelegt haben.

Neue digitale Methoden hinzugefügt

Insgesamt kamen über 100 neue Entwicklungsmethoden bei den Simulationen hinzu. Darunter ist ein eigenentwickeltes Verfahren zur Bewertung von Spiegelungen in der Frontscheibe. „Ich war jede Woche vor einer großen Powerwall oder habe mit der VR-Brille im Innenraum des Modells gesessen und bestimmte Dinge beurteilt und abgenickt“, sagt Kamla. Dazu zählen neben den erwähnten Spiegelungen von Assistenzsystemen auch die Position von Bildschirmen.

Einen großen Teil des Tempos holt Volkswagen nicht aus der Software, sondern aus der Organisation. „Wir haben Aerodynamiker, Designer und Konstrukteure in einem Team zusammengefasst“, berichtet Kamla. Die Zahl der Konstruktionsschleifen sank von üblicherweise vier auf zwei. Man kennt diese Vorgehensweise unter dem Begriff „agil“. Mehrere Entwicklungsschritte laufen parallel statt nacheinander. „Bei Volkswagen versteht man das Wort Takt besser als agil“, sagt Kamla mit einem Augenzwinkern. Im Wochenrhythmus habe man Entwicklungen betrachtet und direkt Entscheidungen gefällt.

Ähnlich verzahnt verlief die Zusammenarbeit mit Rivian und Volkswagen Group Technologies in den USA, kurz RVT. „Wir haben dieselben Labor-Autos in Kalifornien stehen, wie wir hier stehen haben. Unser Team arbeitet an der Integration und die Kollegen drüben arbeiten an Software- und Hardware-Stack.“ Die Arbeiten liefen aufgrund der Zeitverschiebung in einer Art Staffelbetrieb. Für die Absicherung der neuen Architektur setzt Volkswagen zusätzlich zur bestehenden Hardware-in-the-Loop-Infrastruktur auf Software-in-the-Loop.

Den Winter ersetzen, nicht den Crash

Beim Crashtest ist die Simulation seit Jahrzehnten ausgereift, Aerodynamik und Energieverbrauch folgen. Den nächsten Schritt sieht Kamla in der Auslegung der Elektronik, etwa bei Ruheströmen und Lastprofilen. Den realen Crashtest ganz zu ersetzen, erlaubt die Regulierung bisher nicht. Der eigentliche Engpass liegt für Kamla ohnehin woanders: „Wie können wir den Winter digitalisieren?“ Wintererprobung funktioniert nur einmal im Jahr und an wenigen Orten.

Das konnten auch KI-Modelle noch nicht lösen. Dabei sieht Kamla Künstliche Intelligenz als großen Game-Changer in der Simulation. „Heute greift KI primär dort, wo es um Sprache und Bild geht. Anforderungen liegen als Text vor, KI filtert daraus regulatorische Vorgaben und Kundenwünsche und schreibt automatisierte Testfälle.“

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Der heilige Gral

Schwierig wird es bei den eigentlichen Entwicklungsdaten. Konkret geht es um den Übergang vom Design zur Konstruktion. Am Anfang steht ein Designmodell, virtuell oder aus Ton gefräst. „Das Ergebnis sind Flächen, sonst nichts. Es sieht von außen aus wie ein Auto. Da ist aber kein Auto darunter, da ist keine Struktur, kein Crashsystem“, sagt Kamla. 

Aus diesen Flächen sollen künftig mithilfe von historischen Daten, Ähnlichkeitsanalysen und KI erste Konstruktionen samt Berechnung entstehen – inklusive Material, Wandstärken und Gewicht eines Bauteils. „Wenn die Software ein gewichtsoptimiertes, effizienzoptimiertes, produktionsoptimiertes Bauteil ausspuckt, dann hält man den heiligen Gral in den Händen. Daran arbeiten wir gerade.“

Testfall mit hohem Einsatz

Vollständig virtuell wird die Fahrzeugentwicklung nach Kamlas Einschätzung nie werden: „Der Feinschliff in den Autos wird immer dort passieren“, sagt er mit Blick auf die Erprobung bei Hitze und Kälte. „Wir verkaufen ein physisches Produkt, wo der Kunde erwartet, dass die Haptik und Qualität stimmen, dass die Bedienbarkeit richtig ist.“

Der ID Every1 ist für Volkswagen ein Testfall mit hohem Einsatz: neue Plattform, neue Batterie, erste zonale Architektur im Konzern, erstes RVT-Fahrzeug und das alles ohne Prototyp. Die Simulation liefert die Grundlage, den größeren Hebel sieht Kamla aber in der getakteten Zusammenarbeit der Disziplinen. Den heiligen Gral, die automatische Ableitung baubarer Teile aus dem Designmodell, will Volkswagen zeitnah realisieren. Doch bereits heute ist Kamla überzeugt: „Wenn Sie in der Lage sind, ein gesamtes Fahrzeug funktional zu beschreiben und zu simulieren, dann haben Sie es auch verstanden.“