A nova estrada elétrica Cayenne-Pepper e Mangue-Chaude saiu.

No desenvolvimento do Cayenne Electric, a Porsche está se apoiando mais do que nunca em testes digitais. No entanto, o fator humano continua sendo indispensável: durante os testes finais, os engenheiros levam o SUV ao limite. E isso acontece em condições climáticas extremas, desde frio congelante até temperaturas altíssimas piese auto online.

A nova estrada elétrica Cayenne-Pepper e Mangue-Chaude saiu.

Os desenvolvimentos em um ambiente virtual estão sendo analisados para verificar sua prontidão para uso na vida real. A Porsche está mostrando como a transformação digital e a expertise em engenharia trabalham juntas na criação do novo Cayenne Electric. O novo SUV totalmente elétrico será apresentado no final do ano e, em seguida, será oferecido juntamente com a atual linha de modelos com motores de combustão interna e propulsão híbrida. "Este foi o primeiro projeto em que passamos diretamente dos testes digitais de todo o veículo para a produção em pré-série", explica o Dr. Michael Steiner, vice-presidente e membro do Conselho Executivo de Pesquisa e Desenvolvimento. A fase de testes "construtivos", que utiliza protótipos construídos individualmente, não era mais necessária, pois os cerca de 120 veículos de teste, que levam muito tempo para serem construídos, foram amplamente substituídos por equivalentes digitais. Os engenheiros enviaram protótipos virtuais para test drives digitais desde a fase de design.

A simulação e a inteligência artificial mudaram radicalmente – e encurtaram – os testes de veículos. Elas se baseiam em três direções principais: rotas digitalizadas com precisão, desde a condução em Nürburgring até o trânsito diário, as décadas de experiência dos engenheiros de Weissach em testes de campo e o poder computacional significativamente aumentado dos modernos sistemas de simulação em tempo real. Isso permitiu aos engenheiros não apenas visualizar o Cayenne virtualmente, mas também testá-lo diretamente em um ambiente virtual. Em uma fase de desenvolvimento em que os componentes estão inicialmente disponíveis em formato digital e, portanto, podem ser facilmente modificados, os especialistas utilizaram a realidade virtual (RV) para realizar os testes iniciais da futura geração de modelos SUV. Os resultados dos testes digitais foram posteriormente verificados com testes de bancada de componentes físicos reais.

Para isso, foi desenvolvido um banco de testes combinado completamente novo. Ele permite que os sistemas de acionamento, bateria, gerenciamento de energia e carregamento sejam testados em conjunto em condições realistas. Os quatro potentes motores elétricos síncronos do banco de testes podem ser programados para operar de forma a simular com precisão diferentes condições da estrada, a resistência durante a aceleração e as forças que ocorrem durante a recuperação e a frenagem. "As máquinas são tão complexas que podemos até imitar diferentes superfícies de asfalto ou a derrapagem dos pneus", observa o engenheiro Markus Junige. As condições ambientais também podem ser totalmente simuladas.

"Nossos programas de teste são únicos em termos de requisitos", acrescenta Junige. Um exemplo impressionante é a volta de Nordschleife em Nürburgring, que é uma demonstração vívida dos limites do que é possível. Os dados de entrada para isso são fornecidos pelo protótipo virtual e todos os parâmetros simulados são inseridos no banco de testes combinado em tempo real. "Sob todas as condições, o carro deve sempre fornecer potência total assim que o piloto a solicitar", observa Junige. Essa rápida geração de potência máxima é particularmente estressante para os sistemas de gerenciamento térmico de um carro com qualidades dinâmicas tão elevadas: para levar a bateria a uma temperatura ideal em todas as condições, os sistemas de aquecimento e resfriamento devem ser mais potentes do que em qualquer Porsche elétrico até o momento. A qualquer momento durante a volta de Nürburgring, os valores medidos no banco de testes combinado são comparados com aqueles calculados anteriormente para o gêmeo digital. Isso confirma que a simulação agora é tão precisa que quase não há desvios que precisem ser corrigidos após o recebimento dos resultados dos testes físicos.

Por mais precisa que seja a simulação, o ajuste final ainda é feito por humanos. "Na realidade, somente humanos podem completar os retoques finais", observa Sascha Niesen, chefe da equipe completa de testes de veículos no Centro de Desenvolvimento da Porsche em Weissach. A importância da experiência dos pilotos de teste no equilíbrio perfeito entre dinâmica de condução e estratégias de direção é particularmente evidente nas pistas de corrida. Seja na cidade, na estrada ou fora de estrada, o Cayenne Electric é testado em todos os cenários operacionais realistas. É dada atenção especial à gestão do carregamento. "Independentemente de como o Cayenne é conduzido antes de parar, ele deve estar sempre preparado para um carregamento rápido", explica Junige. Até mesmo os engarrafamentos são levados em consideração pelo veículo para otimizar o uso da energia.

Testes em condições climáticas extremas representam um desafio particular. Em regiões quentes como os Estados do Golfo ou o Vale da Morte, nos EUA, o controle climático e o gerenciamento térmico da bateria e do sistema de propulsão, entre outros, tiveram que passar por testes funcionais rigorosos em temperaturas de até 50 graus Celsius. Na Escandinávia, onde as temperaturas chegam a -35 graus Celsius, o programa de testes para os veículos de pré-produção incluiu partida a frio, controle climático, tração, direção e comportamento de frenagem, e a funcionalidade dos sistemas de controle relacionados à dinâmica de direção. Em ambos os extremos climáticos, o Cayenne Electric teve que ser capaz de carregar rapidamente e sem problemas – quase nenhum outro fabricante exige mais de seus veículos do que a Porsche.

Testes de resistência simulam a vida útil de um carro em condições tão severas que os clientes só os experimentariam como último recurso. Em condições cotidianas, os veículos percorrem mais de 150.000 quilômetros em turnos ao longo de vários meses – no trânsito urbano, em estradas rurais e em rodovias.

De laboratórios de testes de colisão e pistas de resistência a testes em condições extremas, a combinação de preparação digital e testes em condições reais comprova sua eficácia em todas as áreas. Isso torna o processo de desenvolvimento mais preciso e eficiente. Em comparação com uma estratégia de desenvolvimento convencional, o tempo de desenvolvimento do Cayenne Electric foi reduzido em 20%. Ao mesmo tempo, os testes virtuais de última geração também são mais eficientes em termos de recursos, graças ao menor consumo de material.

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A simulação e a inteligência artificial mudaram radicalmente – e encurtaram – os testes de veículos