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Il futuro di Porsche: innovazione, sostenibilità e performance

di Marco Coletto -

Combustibili sintetici, guida automatizzata evoluta, assistenza completa, batterie “equilibrate” e massima digitalizzazione: il futuro di Porsche sarà così e abbiamo avuto l’opportunità di vederlo in anteprima

Il futuro di Porsche è già realtà: nei prossimi anni la Casa di Zuffenhausen punterà su combustibili sintetici, su una guida automatizzata evoluta, su un servizio di assistenza completo, su batterie “equilibrate” e sulla massima digitalizzazione.

Abbiamo avuto modo di vedere in anteprima e di toccare con mano tutte le prossime innovazioni del brand tedesco: scopriamole insieme nel dettaglio.

Porsche e gli eFuel

Poche settimane fa Porsche – in collaborazione con Siemens Energy e diversi altri partner internazionali (tra cui Enel e ExxonMobil) – ha iniziato la costruzione di un impianto che produrrà a partire dal 2022 eFuel, un carburante a pressoché zero emissioni di CO2.

La “fabbrica” – situata in Cile e più precisamente nella provincia meridionale di Magallanes – sfrutterà le eccellenti condizioni di vento per generare energia eolica, che sarà a sua volta utilizzata come fonte sostenibile di energia elettrica.

Per produrre i carburanti eFuel verrà adottato il processo MTG (Methanol-to Gasoline, metanolo a benzina) utilizzando solo due materie prime: l’acqua e l’anidride carbonica. L’idrogeno viene prodotto per mezzo dell’elettrolisi (che comporta il passaggio di corrente continua nell’acqua), scisso e raccolto al polo negativo (catodo). La CO2 viene invece estratta direttamente dall’aria ambientale: grandi ventilatori la soffiano attraverso filtri in cui si deposita l’anidride carbonica contenuta nell’atmosfera. La sintesi del metanolo fa reagire idrogeno e anidride carbonica producendo eMethanol (CH3OH): quest’ultimo passa attraverso la sintesi MTG e viene convertito in benzina sintetica ottenuta per distillazione primaria.

La benzina sintetica viene a sua volta miscelata e raffinata fino a renderla conforme all’attuale norma DIN EN 228 sui carburanti, consentendone l’uso diretto nelle auto a benzina o come aggiunta alla benzina “tradizionale”. Con alcune modifiche all’impianto sarebbe possibile anche convertire l’eMethanol in cherosene ecologico per aerei.

Gli eFuel consentiranno di gestire le flotte di veicoli termici esistenti in modo sostenibile e potranno inoltre rappresentare una soluzione concreta per settori poco adatti all’elettrificazione come quello dei viaggi aerei e delle spedizioni. La competitività di questi carburanti aumenterà più velocemente man mano che crescerà il costo dei combustibili fossili nei prossimi anni.

Entro la fine del 2022 l’impianto di produzione di eFuel avrà prodotto circa 130.000 litri di benzina sintetica: Porsche acquisterà per intero questa quantità e userà questo combustibile nell’ambito delle sue attività sportive.

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Guida automatizzata

La guida autonoma è molto lontana dal diventare realtà: secondo uno studio del think tank statunitense RAND Corporation una vettura completamente autonoma dovrebbe percorrere quasi 18 miliardi di chilometri perché sia possibile testarne in modo affidabile i singoli sistemi e il modo in cui questi interagiscono. In parole povere per ridurre del 20% il rischio di un incidente mortale causato da un veicolo autonomo rispetto a uno guidato da un essere umano una Casa automobilistica dovrebbe testare 100 vetture a una velocità media di 40 km/h per 24 ore al giorno, sette giorni alla settimana per un totale di circa 500 anni.

Per rendere più gestibile il processo di collaudo Porsche Engineering ha iniziato a realizzare il centro prova PEVATeC (Porsche Engineering Virtual ADAS Testing Centre): un laboratorio che sarà utilizzato per creare mondi virtuali che contemplino tutte le situazioni significative per la circolazione stradale. Situazioni che saranno poi utilizzate come casi di test per gli algoritmi e i sensori dei sistemi di assistenza alla guida.

I test virtuali, oltre a permettere di risparmiare tempo e denaro, utilizzano i motori di gioco usati nel settore dei videogiochi e riproducono digitalmente oggetti come strade, marciapiedi, muri delle case e veicoli con le stesse caratteristiche di quelli che si trovano nei reali contesti di circolazione stradale. Solo così è possibile fornire input realistici a telecamere, lidar, radar e ultrasuoni. Le simulazioni sono inoltre già da tempo utilizzate nella fase di progettazione del veicolo per ridurre il numero di prototipi fisici.

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Batterie

Dal 2013 (anno di lancio della 918 Spyder) Porsche sviluppa veicoli elettrificati e dispone ora di un programma di riparazione per le batterie ad alto voltaggio: la Taycan, ad esempio, monta 28 o 33 moduli a seconda della capacità dell’accumulatore e il suo alloggiamento può essere aperto per consentire la sostituzione dei moduli e di altri componenti.

Porsche è anche impegnata in un progetto pilota di riutilizzo per attività statiche dei moduli delle celle che funzionano ancora ma che non sono più adatti ad alimentare un’autovettura.

Per quanto riguarda l’assistenza per le Porsche elettriche il marchio di Zuffenhausen ha allestito all’interno di Centri Porsche specializzati basi ad alta tensione e sta creando degli hub interregionali presso alcuni centri specializzati che si occuperanno delle riparazioni nelle zone in cui non è disponibile una base ad alta tensione nelle vicinanze.

Il Centro Porsche che ha accettato inizialmente il veicolo da riparare lo porterà presso l’hub attrezzato per l’alta tensione, se non è possibile trasportare il veicolo in un centro dedicato viene utilizzato un tecnico riparatore in grado di riparare sul posto le batterie difettose.

La Casa teutonica ha definito tre livelli di competenza per gli addetti alle vetture a zero emissioni: gli elettricisti qualificati possono eseguire riparazioni standard come la sostituzione degli pneumatici o delle spazzole dei tergicristalli, i tecnici dell’alta tensione sono addestrati per intervenire su veicoli che sono stati scollegati dall’alimentazione di tensione e hanno familiarità con la classificazione e lo stoccaggio delle batterie al litio mentre gli esperti dell’alta tensione (il livello di qualifica più alto presso il Centro Porsche) sono gli unici autorizzati a eseguire interventi all’interno di batterie ad alta tensione, a maneggiare quelle con problemi di isolamento e a predisporle e imballarle per il trasporto.

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Equilibrio tra autonomia, prestazioni e sostenibilità

Entro il 2030 Porsche prevede di avere un bilancio a zero emissioni lungo tutta la catena del valore: oggi circa la metà di tutte le emissioni di CO2 generate durante il ciclo di vita di un veicolo elettrico sono generate nella fase di produzione (che comprende l’estrazione e la lavorazione delle materie prime) e la seconda maggiore fonte riguarda la modalità di funzionamento del mezzo, determinata dal mix energetico utilizzato per ricaricarlo, dall’efficienza della ricarica e della vettura e dallo stile di guida.

La batteria è responsabile di circa il 40% di tutta l’anidride carbonica prodotta durante la fabbricazione di una Taycan: più è grande più incide negativamente sull’impronta di carbonio della vettura ma al tempo stesso deve avere dimensioni adeguate per soddisfare le esigenze e le aspettative dei clienti.

In base ai dati raccolti da Porsche sebbene una batteria più piccola sia l’opzione migliore per ridurre le emissioni di CO2 in fase di produzione una batteria di medie dimensioni (nell’ordine di 100 kWh) garantisce il giusto mix tra autonomia, prestazioni e sostenibilità.

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Il “gemello digitale”

Il “gemello digitale” è una copia virtuale di un oggetto esistente che consente di effettuare analisi, monitoraggio e diagnostica basati sui dati evitando le problematiche e i vincoli dei test nel mondo reale.

I gemelli digitali possono essere messi inoltre in rete e i relativi dati possono essere inseriti in un sistema di informazioni centralizzato: ad esempio un algoritmo è in grado di confrontare i big data con i dati dei sensori della catena cinematica e del telaio di un modello specifico per determinare lo stile di guida di un cliente. Questo permette di suggerire non solo il momento ottimale per un intervento di assistenza sul veicolo ma anche la sua portata. Senza dimenticare la possibilità di rilevare la potenziale usura dei componenti e persino i guasti prima che si siano effettivamente verificati.

Da tre anni gli specialisti software di Porsche stanno elaborando un concetto di gemello digitale applicato al telaio: il telaio digitale è già stato utilizzato per il monitoraggio dei componenti della sospensione pneumatica della Taycan. I dati relativi all’accelerazione della carrozzeria vengono valutati e trasferiti tramite Porsche Connect al sistema centrale di back-end, il quale confronta continuamente i dati di ogni veicolo con quelli della flotta. Se i valori soglia vengono superati il cliente viene informato attraverso il sistema PCM (Porsche Communication Management) di bordo che il telaio potrebbe necessitare di un controllo.

In futuro vedremo il gemello digitale applicato ai dati provenienti dai sensori dei componenti meccatronici e funzionalità che permetteranno di calcolare l’usura di componenti specifici senza la necessità di usare strumenti fisici.