Protótipos do Porsche Macan elétrico: digitais e reais

A marca recorre a testes de resistência virtuais como físicos

O Macan totalmente elétrico está pronto para a estrada: depois dos primeiros testes nos recintos do Centro de Desenvolvimento da Porsche em Weissach, os bem camuflados protótipos da próxima geração do SUV compacto saem agora pela primeira vez das instalações da Porsche. “Os testes em ambiente real começam agora a decorrer – um dos marcos mais importantes no processo de desenvolvimento,” afirma Michael Steiner, da Porsche AG.

autonews.pt @ 12-5-2021 16:24:38

Quando o Macan totalmente elétrico for lançado no mercado em 2023, terá percorrido cerca de três milhões de quilómetros de testes por todo o mundo, sob as mais diversas condições. Os protótipos estão aptos para incorporar a experiência obtida a partir dos inúmeros quilómetros de testes anteriores – realizados num espaço virtual.

O desenvolvimento e os testes em formato digital não poupam apenas tempo e custos, mas preservam também recursos, por isso incrementam a sustentabilidade. Ao invés de veículos reais, os engenheiros utilizam protótipos digitais – modelos computacionais que replicam as propriedades, sistemas e conjuntos de propulsão de um veículo com elevado grau de precisão.

Há 20 protótipos digitais com o propósito de similar uma série de categorias de desenvolvimento, como aerodinâmica, gestão de energia, operação e acústica. “De forma regular, recolhemos dados de diversos departamentos e utilizamo-los para construir um veículo digital completo, o mais detalhado possível,” explica Dr Andreas Huber, Manager for Digital Prototypes na Porsche. Isto permite identificar e resolver conflitos de design até então desconhecidos.

Os especialistas em aerodinâmica são os primeiros engenheiros a trabalhar com um protótipo digital. “Começámos com um modelo de fluxo quando o projeto arrancou, há cerca de quatro anos”, relata Dr Thomas Wiegand, Director of Aerodynamics Development.

O baixo arrasto aerodinâmico é fundamental no novo Macan totalmente elétrico com vista a assegurar uma elevada autonomia. Mesmo os mais pequenos melhoramentos no fluxo podem fazer uma grande diferença. Os engenheiros estão a utilizar simulações para afinar detalhes como as condutas de arrefecimento do ar. Os cálculos não têm apenas em conta as diferentes disposições dos componentes, mas refletem também as diferenças de temperatura na vida real.

Testes virtuais com os novos ecrãs e sistema operativo


Novos métodos permitem agora uma simulação muito precisa tanto da aerodinâmica como da termodinâmica. “O mundo digital é indispensável para o desenvolvimento do Macan totalmente elétrico,” afirma o especialista em aerodinâmica, Wiegand.

O sistema de propulsão elétrica – desde a bateria até ao motor – requer um conceito de controlo da temperatura e arrefecimento totalmente separado, que é muito diferente do utilizado num veículo com propulsão convencional.

Enquanto a janela de temperatura nos motores de combustão oscila entre os 90 e os 120 graus, o motor elétrico, a transmissão e a bateria de alta voltagem requerem um intervalo entre os 20 e os 70 graus, dependendo do componente.

Os cenários críticos não ocorrem em estrada, mas sim durante os processos de carregamento rápido sob elevadas temperaturas exteriores. Contudo, os especialistas da Porsche são capazes de calcular de forma precisa e otimizar a posição, o fluxo e a temperatura.

Os protótipos virtuais podem ser combinados com cenários do mundo real desde uma fase inicial. O melhor exemplo, neste caso, é o desenvolvimento de um ecrã completamente novo e de um novo conceito de operação para a próxima geração do Macan. Utilizando aquilo a que se chama como “seat box” para replicar o ambiente em torno do condutor, o ecrã e o conceito de operação podem ser trazidos à vida numa fase inicial de desenvolvimento em conjugação com o protótipo digital.

“A simulação permite-nos avaliar ecrã, processos de operação e as alterações durante uma viagem a partir do ponto de vista do condutor,” explica Fabian Klausmann, do departamento de Driver Experience.

Aqui, os 'test drivers' não são apenas os próprios especialistas, mas também não-especialistas. Isto permite que toda a interação entre o condutor e o veículo seja estudada até ao último detalhe, permitindo uma otimização seletiva mesmo antes do primeiro habitáculo físico ter sido construído.

Objetivo de desenvolvimento: ser o modelo mais desportivo no segmento

Os primeiros protótipos físicos do Macan totalmente elétrico foram construídos com dados obtidos a partir de simulações – em alguns casos, elaborados à mão ou com ferramentas especiais.

Estes são depois regularmente adaptados com base no processo de refinamento virtual. Da mesma forma, as descobertas da condução em estrada são integradas diretamente no desenvolvimento digital. “Os testes de resistência em circuitos fechados e nas vias públicas em condições reais continuam a ser indispensáveis para garantir que a estrutura do veículo, a estabilidade operacional e fiabilidade do hardware, software e todas as funções vão ao encontro dos padrões de elevada qualidade,” afirma Michael Steiner.

O exigente programa de testes para o Macan elétrico, levado a cabo sob condições climatéricas e topográficas extremas, inclui disciplinas como o carregamento e acondicionamento da bateria de alta voltagem, a qual tem de cumprir padrões muito rigorosos. “Tal como o Taycan, o Macan totalmente elétrico, com a sua arquitetura de 800 volts, irá oferecer a E-Performance típica da Porsche,” promete Steiner, citando objetivos de desenvolvimento como a autonomia para longas distâncias, o carregamento rápido de elevada performance e as melhores e consecutivas prestações no segmento: “O Macan totalmente elétrico será o modelo mais desportivo no seu segmento.”

Flexibilidade para o futuro: outro novo Macan com motor de combustão

O lançamento no mercado do Macan totalmente elétrico – o primeiro Porsche a ser construído sobre a plataforma Premium Platform Electric (PPE) – está planeado para 2023.

A Porsche posiciona-se de forma flexível para a transição para a mobilidade puramente elétrica. “Na Europa, a procura por veículos elétricos continua a crescer, mas o ritmo para a mudança varia consideravelmente pelo mundo. É por isso que vamos lançar um sucessor para o atual Macan com propulsão convencional durante o curso de 2021,” afirma Michael Steiner. Os novos modelos Macan com motores de combustão estarão, no futuro, disponíveis a par com o Macan totalmente elétrico. Até lá, contudo, ainda tem milhões de quilómetros de teste para percorrer – tanto na vida real como virtualmente.

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