PPE – kun digitaalisuus määrittelee auton valmistuksen

PPE on Audin ja Porschen yhteinen perusrakenne, jonka päälle kasataan tulevaisuudessa useampia uusia tuotteita: ensimmäisenä Audi Q6 e-tron ja uusi sähköinen Porsche Macan.

Nyt on näyttöä. Ja ei, emme puhu näyttävyydestä tai todistelusta vaan fyysisistä näytöistä. Niillä on aina vain suurempi merkitys – myös fyysisesti – autojen ohjaamoissa. Jotta kaikki toimii (toivottavasti) saumattomasti, tarvitaan uudenlainen ajattelutapa, miten autoja jatkossa valmistetaan.

Tesla ja kiinalaiset sen jo tietävät

Auton valmistus on itse asiassa ollut autotehtaiden kohdalla jo pidempään autojen kokoamista. Kaukana historiassa ovat ne päivät, jolloin raaka-aineet virtasivat sisään tehtaan toisesta päästä ja valmiit autot toisesta päästä.

Modernit ja ilman vanhempaa taakkaa niin vanhojen tehtaiden kuin myös valmistuskulttuurin osalta toteuttavat autobrändit tietävät jo sen. Ne eivät edes yritä olla autonvalmistajia sanan perinteisessä merkityksessä. Tesla ei myy autoja vaan sähköllä kulkevia älylaitteita. Sama pätee useisiin kiinalaisiin automerkkeihin.

Niiden kohdalla auton omistamisen ja markkinoinnin ytimessä eivät ole maaginen ajokokemus tai brändin vanha ja kunniakas historia tai moottoriurheilu. Keskiössä on se, miten auto toimii osana modernin ihmisen elämää, jossa pitää olla jatkuvasti yhteydessä muihin tai kartalla kaiken mahdollisen kanssa.

Tässä on eurooppalaisilla perinteisillä brändeillä ollut kiinni ottamista, kun he ovat hoksanneet, mitä yhä suurempi osa asiakkaista tänä päivä autoiltaan haluaa.

Lisää sovelluksia

Sovellukset ovat päivän sana, ja niitä halutaan paitsi puhelimiin myös autoihin. Kehitys on luonnollista, sillä jatkuvalle älypuhelimien tietovirtaan tottuneille samaa halutaan myös auton sisällä. Vielä 10 vuotta sitten moni ajatteli, että älypuhelimen peilaaminen auton järjestelmiin olisi ratkaisu, mutta tästä ei kukaan puhu enää mitään. Siksi autojen pitää olla neljällä pyörällä kulkevia älylaitteita.

VW-konserni on taistellut vaikeuksien kanssa tuodakseen uusia ohjelmistoja ajoneuvoihinsa. Ominaisuus, jossa mm. Tesla, useammat kiinalaiset merkit sekä Ford ja GM ovat etumatkalla omien ohjelmistojohtoisten ajoneuvojensa kanssa.

Uusimmalla ohjelmistotekniikalla varustetut ajoneuvot tekevät autoista paitsi älykkäämpiä, ne tarjoavat autonvalmistajille myös mahdollisuuden lisätienesteihin. Asiakkaat ovat valmiita maksamaan uusista palveluista, kun autot muuttuvat yhä enemmän liikkuviksi viihdekeskuksiksi. Tämä edellyttää kuitenkin autoon modernia sähköarkkitehtuuria.

Audi Q6 e-tronin ja sähköisen Porsche Macanin tuore sähköarkkitehtuuri kulkee nimellä E3 1.2. Sen tehtävänä on niin lukuisten tietoviihdejärjestelmän sovellusten kuin myös auton kuljettajaa avustavien järjestelmien, navigoinnin ja myös älykkään sekä oppivan puheohjauksen hallinta. Sen on – tai ainakin oli – tarkoitus toimia pohjana koko VW-konsernin sähköarkkitehtuurien kehittämiselle.

Audi Q6 e-tronissa sähköarkkitehtuurin keskushermosto koostuu viidestä prosessorista. Niille on jaettu erilaisia tehtäväalueita. Yksi ohjaa voimalinjaa ja jousitusta, toinen kuljettajaa avustavia järjestelmiä, kolmas tietoviihde- eli infotainment-järjestelmiä ja neljäs valoja, ilmastointia sekä istuimia. Valot tarvitsevat nekin nykyään paljon älyä, kun niiden kehitystä viedään vauhdilla eteenpäin. Viidennen prosessorin tehtävänä on toimia sitten kaiken yhdistävänä keskustietokoneena sekä kommunikoida auton ulkopuolisen digitaalisen maailman kanssa.

Koska dataa liikkuu paljon, yhteyksien pitämiseen tarvitaan laajat kaistat. Audi luottaa Gigabit Ethernet -standardiin eli dataa liikkuu yksi gigabitti yhdessä sekunnissa.

Heti alkuvaiheessa Audi Q6 e-troniin on saatavissa jo noin 50 erilaista sovellusta. Audi jakaa tietoa avoimesti myös talon ulkopuolelle eli kutsuu ohjelmistokehittäjiä luomaan uusia Audiin sopivia sovelluksia.

Haasteensa tälle kaikelle luo tietysti se, että kaikkien erilaisten järjestelmien on keskusteltava keskenään eli myös suuri osa auton lukuisista komponenteista on valmistettu tätä silmälläpitäen. Mitä enemmän osien valmistusta on hajautettu ulkopuolisille, sitä haastavampaa kokoaminen yhdeksi toimivaksi kokonaisuudeksi on.

Ongelmalapsi

Volkswagen-konsernin digitalisoimisessa on ollut suuri rooli vuonna 2020 perustetulla Cariad nimisellä yrityksellä, jonka vastuualueena on ohjelmistotuotanto. Ihan pieni kehityshautomo ei ole kyseessä, sillä Cariadin palveluksessa on maailmanlaajuisesti noin 6000 työntekijää. Puolet heistä toimii Euroopassa, kolmannes Kiinassa ja loput sitten muualle jakaantuneena. Cariad on nimileikki, se on lyhenne englanninkielisistä sanoista CAR I Am Digital. Kuulostaa saksalaiselta huumorilta.

Vuonna 2021 VW-konserni kertoi, että Cariad voisi tuottaa vuoteen 2030 mennessä jopa 1,2 miljardin euron tulot myymällä erilaisia palveluita autoilijoille. Kaikki ei ole kuitenkaan mennyt kuin Strömsössä. Kehitystyö on pahasti jäljessä suunnitellusta. Ongelmien johdosta Cariad on jo irtisanonut 2 000 työntekijää. Se ei luonnollisestikaan ole kiihdyttänyt kehityksen tahtia.

Kuten asiaan vihkiytyneet jo tietävät, sekä Audi Q6 e-tron ja sähkö-Macan ovat reippaasti myöhässä niille suunnitelluista aikatauluista. Tämä on luonnollisesti aiheuttanut tyytymättömyyttä noiden brändien sisällä. Syylliseksi on nostettu Cariad. Tiettävästi ainakin Porsche on siksi jo aloittanut omien ohjelmistojen kehittämisen yhteistyössä Googlen kanssa.

Tiettävästi myös Cariadin kehitysversio muille VW-konsernin brändeille eli Cupralle, Skodalle ja VW:lle suunniteltu E3 1.1 on myös jäljessä sille asetetuista aikatauluista. VW-pomo Thomas Schäfer ei ole ymmärrettävästi tästä innoissaan. VW:llä on jo tarpeeksi haasteita muutenkin, kun maine on ollut vaakalaudalla ID-perheen alkuvaikeuksien vuoksi.

Siksi Schäfer on valmis pitäytymään vanhemmissa tietoviihdejärjestelmien kehitysversioissa, vaikka ne eivät tarjoaisi samanlaisia mahdollisuuksia kuin uudemmat kehitysversiot. Luotettavuus koetaan tällä hetkellä uutuudenviehätystä tärkeämmäksi.

Olemme kirjoittaneet jo muidenkin valmistajien vastaavista ongelmista, yksi ongelmalapsista on mm. tällä hetkellä Moottorin kyöttätestissä oleva Volvo EX30.

Onneksi nykyaikana monia asioita voidaan muiden älylaitteiden tapaan paikata päivityksillä. ID-perheen kohdalla asiat on esimerkiksi saatu jo taas rullaamaan. Aika näyttää, miten Cariadin käy.

Kolme näyttöä

Modernit sovellukset tarvitsevat tietysti myös näyttävät näytöt. Tesla luottaa yhä yhteen isoon näyttöön, Jeep Wagoneer S:ssä on jo neljä ruutua. Mikä on oikea määrä, sen tietää vain asiakas itse, ja heillä on hyvin eriäviä mielipiteitä asiasta. Euroopassa moni tulisi varmasti toimeen vähemmälläkin, mutta etenkin Aasiassa asiakkaat tuntuvat haluavan aina vain suurempia ja näyttävämpiä näyttöjä eteensä.
Audi Q6 e-tronissa on kojelaudassa kolme näyttöä. Näistä kaksi vasemmanpuoleista eli mittaristo ja kosketusnäyttö on liitetty yhdeksi kokonaisuudeksi. Näiden lisäksi etumatkustajan edessä on vielä kolmas näyttö. Sen kautta etumatkustaja voi surffailla verkossa kuljettajaa häiritsemättä.

Eivätkä nämä näytöt ole ainoat Audissa. Käytössä on luonnollisesti myös tuulilasiin heijastettava näyttö eli HUD. Se hyödyntää nykyään myös laajennettua todellisuutta (augmented reality). Lisätty todellisuus eroaa virtuaalitodellisuudesta siinä, että virtuaalitodellisuudessa katsoja irrotetaan kokonaan oikeasta maailmasta. Lisätyssä todellisuudessa katsotaan oikeaa maailmaa, johon on lisätty virtuaalisen todellisuuden elementtejä. Se parantaa kuljettajan ajokokemusta vieraissa paikoissa ohjaten kuljettajan huomion oikeisiin asioihin.

Pakkaamisen taito

Eikä moderni pohjarakenne ole tietenkään vain digitalisaatiota varten. Siihen kuuluvat myös modernin sähköauton tarvitsemat palikat. Koska aika moni autoilija tuntuu edelleen pelkäävän sitä, ettei alle 400 kilometrin ajomatka ilman lataamista riitä mihinkään, autonvalmistajat pakkaavat autoihinsa aina vain suurempia akkuja. Etenkin premium-luokassa 100 kilowattituntia tuntuu olevan nykyään jonkinlainen minimiraja. Luonteva paikka akustolle on tietenkin auton pohjarakenteessa. Se tarkoittaa sitä, että mekaanisille osille on entistä vähemmän tilaa.

Audi luotti pitkään quattroissaan mekaaniseen nelivetoon (Torsen), mutta nykypäivänä neliveto toteutetaan sähköllä. Tästä tosin tekee yksinkertaista se, että etu- ja taka-akselille (kuvassa) on omat sähkömoottorinsa. Niiden pitää vain keskustella keskenään, kuka tekee mitä – ja milloin.

Modernin auton pohjalevy on suunniteltu niin, että akku on sen keskiössä, ja kaikki muu rakennetaan akun ympärille. Oikein suunniteltuna ei jouduta tekemään kovin suuria kompromisseja tilojen suhteen. Tavaratila on vielä riittävän kookas, ja lisäksi auton keulalle saadaan toinen pieni tavaratila, koska sähkömoottori on polttomoottoria pienempi. Kuinka moni sitten tuota etutavaratilaa eli frunkia oikeasti käyttää… no sen tietää jokainen sellaisen autossaan omistava itse. Latauskaapeleiden säilömiseen se on toki varsin luonteva paikka.

Korkealla jännitteellä

Yksi iso kysymys sähköautojen kohdalla on myös se, kuinka nopeasti niitä pitää pystyä lataamaan. Tämä tarkoittaa pähkäilyä 400:n ja 800:n voltin välillä. Tällä hetkellä näyttäisi siltä, että ns. kansan brändit pysyttäytyvät pääosin 400:ssä voltissa, kun premium suuntaa kohti 800 voltin järjestelmiä. Kummassakin on puolensa.

Audi Q6 e-tron perustuu 800 voltin teknologiaan. Akusto ottaa virtaa vastaan enimmillään 270 kW teholla. Lataus on tosin tehty niin fiksusti, että matalammalla teholla ladattaessa akusto osaa ”puolittaa” itsensä, jolloin molemmat puoliskot ottavat virtaa vastaan 400 voltin jännitteellä.