O Macan totalmente elétrico está preparado para enfrentar a estrada: após o teste inicial nos campos de prova do Centro de Desenvolvimento Porsche em Weissach, os protótipos bem camuflados da nova geração do compacto SUV estão saindo agora das instalações da Porsche pela primeira vez. “Os testes em um ambiente real agora estão em andamento – um dos marcos mais importantes do processo de desenvolvimento,” diz Michael Steiner, membro do Conselho Executivo de Pesquisa e Desenvolvimento da Porsche AG. Quando o Macan totalmente elétrico for lançado no mercado em 2023, ele terá percorrido cerca de três milhões de quilômetros de teste em todo o mundo em condições variadas. Os protótipos podem incorporar a experiência adquirida nos incontáveis quilômetros de teste anteriores – conduzidos em um espaço virtual.

O desenvolvimento e os testes virtuais não economizam somente tempo e custos, mas também preservam recursos, melhorando a sustentabilidade. Em vez de veículos reais, os engenheiros utilizam protótipos digitais: modelos computacionais que reproduzem as propriedades, os sistemas e as unidades de energia de um veículo com um alto grau de precisão. Existem 20 protótipos digitais para fins de simulação em várias categorias de desenvolvimento, como aerodinâmica, gerenciamento de energia, funcionamento e acústica. “Nós coletamos regularmente os dados de vários departamentos e os utilizamos para construir um veículo virtual completo, o mais detalhado possível,” explica Dr. Andreas Huber, Gerente de Protótipos Digitais da Porsche. Isso permite que conflitos de projetos não descobertos anteriormente sejam identificados e resolvidos rapidamente.

Os especialistas em aerodinâmica estão entre os primeiros engenheiros a trabalhar com um protótipo virtual. “Nós começamos com um modelo de fluxo contínuo quando o primeiro projeto foi iniciado há cerca de quatro anos,” relata Dr. Thomas Wiegand, Diretor do Departamento de Aerodinâmica. A baixa resistência aerodinâmica é fundamental para o Macan totalmente elétrico com o objetivo de assegurar um longo alcance. Mesmo pequenas melhorias de fluxo podem fazer uma grande diferença. Atualmente os engenheiros estão fazendo simulações para ajustar detalhes como os dutos de resfriamento de ar. Os cálculos não levam em consideração somente as diferentes configurações dos componentes, eles refletem também as diferenças de temperatura reais.

Teste virtual com o novo display e sistema operacional

Os novos métodos agora permitem uma simulação muito precisa tanto da aerodinâmica quanto da termodinâmica. “O mundo digital é indispensável para o desenvolvimento do Macan totalmente elétrico,” diz o especialista em aerodinâmica, Wiegand. O sistema de propulsão elétrica – da bateria ao motor – requer um conceito de controle de arrefecimento e de temperatura completamente separado, o que é muito diferente de um veículo de propulsão convencional. Enquanto a faixa de temperatura de 90 a 120 graus é a meta para motores a combustão, o motor elétrico, a eletrônica de transmissão e a bateria de alta tensão requerem uma faixa de 20 a 70 graus, dependendo do componente. Os cenários críticos não ocorrem na estrada, mas sim durante o carregamento rápido de alta potência em altas temperaturas externas. Entretanto, os desenvolvedores da Porsche são capazes de calcular com precisão e otimizar digitalmente a posição, o fluxo e a temperatura.

Os protótipos virtuais podem ser combinados com cenários do mundo real em uma fase inicial. O melhor exemplo aqui é o desenvolvimento de um conceito de operação e display completamente novo para a próxima geração do Macan. Com a utilização do que é conhecido como uma caixa de assento para recriar o ambiente do motorista, o conceito de operação e display pôde ser desenvolvido em uma fase inicial do processo em conjunto com o protótipo digital. “A simulação nos permite avaliar os displays, os procedimentos operacionais e a mudança de influências durante uma viagem a partir do ponto de vista do motorista,” explica Fabian Klausmann do departamento de desenvolvimento de Experiência do Motorista. Aqui, os "pilotos de teste" não são apenas os especialistas, mas também os não especialistas. Isso permite que toda a interação entre motorista e veículo seja estudada até o último detalhe, possibilitando a otimização seletiva antes mesmo que o primeiro protótipo físico da cabine seja construído.

Meta de desenvolvimento: ser o modelo mais esportivo do segmento

Os primeiros protótipos físicos do Macan totalmente elétrico foram construídos com base nos dados obtidos nas simulações – em alguns casos elaboradamente à mão ou com a utilização de ferramentas especiais. Em seguida, foram adaptados com base no processo de refinamento virtual. Do mesmo modo, os resultados dos testes de estrada foram alimentados diretamente no desenvolvimento digital. “Os testes de resistência em instalações de teste fechadas e em vias públicas em condições reais ainda são indispensáveis para garantir que a estrutura do veículo, a estabilidade operacional e a confiabilidade de hardware, de software e de todas as funções atendam aos nossos altos padrões de qualidade,” afirma o membro do Conselho Executivo, Michael Steiner. O exigente programa de testes para o Macan totalmente elétrico, realizado em condições climáticas e topográficas extremas, inclui disciplinas como o carregamento e o condicionamento da bateria de alta tensão, que devem atender a padrões muito rigorosos. “Assim como o Taycan, o Macan totalmente elétrico, com sua arquitetura de 800 volts, oferecerá o típico Porsche E-Performance,” promete Steiner, citando metas de desenvolvimento como alcance de longa distância, carregamento rápido de alto desempenho e números reproduzíveis de melhor desempenho da classe: “O Macan totalmente elétrico será o modelo mais esportivo do seu segmento.”

Flexibilidade para o futuro: outro novo Macan com um motor a combustão

O lançamento no mercado do Macan totalmente elétrico – o primeiro Porsche a ser construído na Plataforma Elétrica Premium (PPE) – está previsto para 2023. A Porsche está se posicionando com flexibilidade para a transição à eletromobilidade total. “Na Europa, a demanda por veículos elétricos continua crescendo, mas o ritmo de mudança varia consideravelmente em todo o mundo. É por isso que nós vamos lançar outro sucessor de propulsão convencional para o Macan atual no decorrer de 2021,” diz Michael Steiner. Os modelos Macan com o novo motor de combustão serão ofertados junto com o Macan totalmente elétrico no futuro. Até lá, entretanto, há milhões de quilômetros de teste para serem percorridos – tanto reais como virtuais.