Prototipos digitales y reales del Macan eléctrico

El Macan cien por cien eléctrico está preparado para enfrentarse a la carretera: después de las pruebas iniciales en las pistas del Centro de Investigación y Desarrollo de Porsche en Weissach, los prototipos camuflados de la próxima generación del todocamino compacto salen por primera vez de las instalaciones de Porsche. “Hemos empezado con los test en un entorno real, uno de los puntos más importantes en el proceso de desarrollo”, comenta Michael Steiner, miembro del Consejo de Dirección de Porsche AG como responsable de Investigación y Desarrollo. Cuando se lance al mercado en 2023, el Macan eléctrico habrá recorrido tres millones de kilómetros de pruebas por todo el mundo en diferentes condiciones. Los prototipos incorporan la experiencia conseguida en incontables kilómetros de test previos realizados en un entorno virtual.

El desarrollo y las pruebas digitales no solo ahorran tiempo y costes, sino que también ayudan a cuidar recursos, por lo que mejoran la sostenibilidad. En lugar de vehículos reales, los ingenieros utilizan prototipos digitales, modelos computacionales que replican con un alto grado de precisión las características, los sistemas y el grupo propulsor de un vehículo. Hay 20 prototipos digitales para hacer simulaciones en distintas categorías de desarrollo, como aerodinámica, gestión de energía, funcionamiento y acústica. “Recopilamos periódicamente los datos de los diferentes departamentos y los utilizamos para crear un vehículo virtual completo con el máximo detalle posible”, explica Andreas Huber, Director de Prototipos Digitales de Porsche. Esto permite que las discrepancias de diseño no descubiertas con anterioridad se identifiquen y resuelvan rápidamente.

Los especialistas en aerodinámica son los primeros ingenieros en trabajar con un prototipo digital. “Cuando se inició el proyecto, hace cuatro años, comenzamos con un modelo de flujo de aire alrededor de él”, cuenta Thomas Wiegand, Director de Desarrollo Aerodinámico. La baja resistencia aerodinámica es clave en el Macan cien por cien eléctrico para garantizar una buena autonomía: pequeñas mejoras en el flujo pueden marcar una gran diferencia. Actualmente, los ingenieros están haciendo simulaciones para ajustar detalles como los conductos de aire de refrigeración. Los cálculos no solo tienen en cuenta las distintas disposiciones de los componentes, sino que también reflejan las variaciones de temperatura de la vida real.

Pruebas virtuales con pantalla y sistema operativo nuevos

Los nuevos métodos permiten ahora una simulación muy precisa tanto de la aerodinámica como de la termodinámica. “El mundo digital es imprescindible para el desarrollo del Macan eléctrico”, dice el experto en aerodinámica Wiegand. El sistema de propulsión eléctrica, desde la batería hasta el motor, requiere un control de temperatura y refrigeración completamente separados, algo que es muy diferente en los vehículos con mecánicas tradicionales. En los motores de combustión la ventana de temperatura de 90 a 120 grados es el objetivo ideal, mientras que el motor eléctrico, la electrónica y la batería de alto voltaje requieren un rango de entre 20 y 70 grados, dependiendo del componente. Los escenarios críticos no ocurren en la carretera, sino durante la carga rápida a una potencia elevada y con altas temperaturas exteriores. Sin embargo, los ingenieros de Porsche pueden calcular con precisión la posición, el flujo y la temperatura para optimizarlos digitalmente.

Los prototipos virtuales se pueden combinar con escenarios del mundo real en una etapa temprana. El mejor ejemplo aquí es el desarrollo de una pantalla y un sistema operativo completamente nuevos para la próxima generación del Macan. A partir de la recreación del entorno del conductor, la pantalla y su sistema operativo pueden cobrar vida en una fase de desarrollo inicial junto con el prototipo digital. “La simulación nos permite evaluar desde el punto de vista del conductor las pantallas, los procedimientos de funcionamiento y los cambios que influyen durante un viaje”, explica Fabian Klausmann, del departamento de Desarrollo de Experiencia de Conducción. Aquí, los probadores no son solo especialistas, sino también personas no expertas. Esto ayuda a estudiar hasta en el más mínimo detalle toda la interacción entre el conductor y el vehículo, lo que facilita la optimización selectiva, incluso antes de que se haya construido el primer habitáculo real.

Objetivo del desarrollo: ser el modelo más deportivo del segmento

Los primeros prototipos reales del Macan cien por cien eléctrico se realizaron sobre la base de los datos obtenidos en las simulaciones (en algunos casos, fabricados a mano o utilizando herramientas especiales). Luego, se van adaptando regularmente en función del proceso de puesta a punto virtual. Del mismo modo, los resultados de las pruebas en carretera se incorporan directamente al desarrollo digital. “Los test de resistencia en instalaciones cerradas y en carreteras públicas en condiciones reales son todavía indispensables para garantizar que la estructura del vehículo, así como la estabilidad de funcionamiento y fiabilidad del hardware, del software y de todas las funciones cumplen con nuestros altos estándares de calidad”, explica Michael Steiner. El exigente programa de pruebas del Macan eléctrico, llevado a cabo en condiciones climáticas y topográficas extremas, incluye apartados como la carga y acondicionamiento de la batería de alto voltaje, que debe cumplir con estándares muy rigurosos. “Igual que el Taycan, el Macan eléctrico con su arquitectura de 800 voltios ofrecerá esas prestaciones típicas de Porsche que conocemos como E-Performance”, promete Steiner refiriéndose a objetivos de desarrollo como una amplia autonomía, una carga rápida de alta eficacia y las mejores cifras de su segmento en aceleraciones consecutivas sin perder rendimiento: “El Macan eléctrico será el modelo más deportivo de su categoría”.

Flexibilidad para el futuro: otro Macan nuevo con motor de combustión

El lanzamiento al mercado del Macan cien por cien eléctrico, el primer Porsche fabricado con la Plataforma Eléctrica Premium (PPE), está previsto para 2023. Porsche se está posicionando de forma flexible para la transición a la movilidad eléctrica pura. “En Europa, la demanda de vehículos eléctricos continúa creciendo, pero el ritmo de los cambios varía considerablemente en las diferentes zonas del mundo. Este es el motivo por el que vamos a lanzar otro sucesor del Macan con propulsión convencional a lo largo de 2021”, dice Michael Steiner. Los nuevos Macan con motores de combustión van a convivir en el futuro Macan cien por cien eléctrico. Pero hasta que llegue el momento, todavía hay millones de kilómetros de pruebas por recorrer, tanto en la vida real como en la virtual.