Cayenne Electric beneficiază de expertiza campionului mondial de Formula E

Prin lansarea modelului Cayenne Electric, Porsche nu numai că va aduce pe piață o altă serie de modele complet electrice, dar va transfera și o parte din tehnologia motorsport în producția de serie. Numeroase inovații se bazează direct pe evoluțiile din Formula E, unde Porsche este campionul mondial en-titre atât la campionatul echipelor, cât și la cel al constructorilor. Cu Cayenne Electric, producătorul de mașini sport demonstrează că drumul său către o mobilitate mai sustenabilă nu începe de la zero, ci de pe circuit. 

Noul Cayenne Electric beneficiază în mare măsură de experiența producătorului de mașini sport în Formula E. O parte din tehnologia SUV-ului complet electric provine de la Porsche 99X Electric și stabilește standarde în ceea ce privește eficiența și performanța. Printre altele, ambele mașini utilizează răcirea directă cu ulei a motorului electric și au o capacitate de recuperare de până la 600 kW. „Formula E este laboratorul nostru de dezvoltare pentru electromobilitatea de mâine. Aici obținem informații valoroase pentru mașinile noastre sport de șosea”, spune Dr. Michael Steiner, membru al Consiliului de Administrație pentru Cercetare și Dezvoltare. „Noul Cayenne Electric arată cât de rapid are loc un astfel de transfer de tehnologie la Porsche și cât de relevant este angajamentul nostru față de seria de curse electrice pentru producția de serie”. 

Formula E ca laborator de dezvoltare pentru electromobilitate 

„În Formula E, eficiența face diferența dintre victorie și înfrângere. Acest principiu modelează și Cayenne Electric”, continuă Florian Modlinger, director Factory Motorsport Formula E și director de echipă al echipei Porsche Formula E din fabrică. „Eficiența nu este doar punctul central al vehiculelor în sine; metodele de lucru agile dovedite în curse pot contribui, de asemenea, la scurtarea timpilor de dezvoltare și la accelerarea transferului de tehnologie”. 

Șefii departamentelor de motorsport și dezvoltare de serie se află în apropierea celorlalți la Weissach. Acest lucru promovează schimbul de cunoștințe între proiecte. Ceea ce este testat pe circuit inspiră ceea ce se întâmplă în producția de serie – și invers: mașina de curse învață uneori și de la mașina de stradă. Încărcarea este probabil cel mai remarcabil domeniu pentru transferul de tehnologie; prizele și ștecherele mașinii de curse 99X și ale mașinilor sport electrice Porsche sunt complet similare. Tehnologia CCS (Combined Charging System) de bază nu este doar standardul pe șosea, ci și în Formula E. 

Răcire directă pentru eficiență maximă 

Un exemplu excelent de transfer tehnologic de la motorsport la producția de serie este răcirea directă cu ulei. Aici, toate componentele care transportă curent ale sistemului de propulsie electrică sunt răcite direct de un lichid special dezvoltat, care îmbunătățește semnificativ eficiența și performanța susținută și continuă. Porsche a utilizat această tehnologie inovatoare în Formula E încă de la începutul proiectului – cu un grad tot mai mare de integrare. Din 2023, vehiculul de testare GT4 e-Performance a testat și răcirea directă cu ulei pe circuit. Acum intră în producția de serie, fiind utilizată în motorul din spate al modelului emblematic Cayenne Electric. 

În timp ce la motoarele electrice convenționale, lichidul de răcire curge printr-o manta în afara statorului, în cazul răcirii directe, lichidul de răcire curge direct de-a lungul conductorilor de cupru prin canelurile statorului. Acest lucru permite disiparea căldurii direct acolo unde este generată. Pentru a obține aceleași valori de eficiență și performanță, un motor răcit cu o manta de apă ar trebui să fie, de asemenea, de aproximativ 1,5 ori mai mare. Datorită răcirii directe, a fost posibil să se aleagă un design pentru Cayenne care permite o eficiență de până la 98%. Varianta de concurență din 99X atinge o valoare și mai mare. 

Putere de recuperare extrem de mare, de până la 600 kW 

Recuperarea crește semnificativ eficiența ambelor vehicule. Energia recuperată în timpul frânării este introdusă în baterie și poate fi apoi utilizată din nou pentru propulsie. Prin urmare, o recuperare mai mare permite autonomii mai lungi și, în cele din urmă, baterii mai mici – cheia unei performanțe mai mari atât pentru mașinile sport, cât și pentru cele de curse. În Formula E, cantitatea de energie disponibilă este limitată în mod deliberat: modelul 99X Electric are voie să înceapă o cursă cu un maxim de 38,5 kWh de energie utilizabilă în baterie. Dacă recuperează mai multă energie în timpul frânării decât concurenții săi, are atunci mai multă energie disponibilă pentru a ajunge la linia de sosire. 

„Provocarea recuperării este extrem de complexă”, spune Modlinger. „La frânare, vrem să recuperăm cât mai multă energie posibil, reducând în același timp viteza cât mai repede posibil. În funcție de presiunea de frânare, acționăm și frânele roților din față. Echilibrul mașinii ar trebui să corespundă preferințelor șoferului – contribuie la încrederea acestuia în mașină și, prin urmare, la performanță. Pe șosea, este vorba și de siguranța la volan. Pentru a reuni toate acestea, o varietate de funcții software sunt active în timpul frânării – un domeniu imens pentru transferul potențial de cunoștințe”. 

Până la 600 kW de putere de recuperare este posibilă în Cayenne, în funcție de viteză, temperatură și starea de încărcare a bateriei. Aceasta înseamnă că SUV-ul atinge aceeași valoare maximă ca și 99X Electric. Și la Cayenne, recuperarea de înaltă performanță rămâne activă în timpul conducerii dinamice. În situațiile de conducere de zi cu zi, aproximativ 97% din toate manevrele de frânare sunt pur electrice, fără a fi nevoie de frâne mecanice cu disc pentru asistență. În funcție de manevra de conducere, recuperarea poate continua până când vehiculul se oprește complet. Numai atunci când decelerarea depășește limita de recuperare, frânele cu fricțiune de pe punțile față și spate intervin imperceptibil pentru șofer – o interacțiune perfectă între eficiență și confort la volan, inspirată de motorsport. 

Reîncărcare rapidă și procese robuste de încărcare rapidă 

Încă din sezonul trecut, Formula E a introdus opriri rapide la boxe, cunoscute sub numele de Pit Boosts. O încărcare de 30 de secunde, cu o capacitate de încărcare de 600 kW, oferă bateriei modelului 99X Electric un plus de energie de 10%. Cayenne Electric este, de asemenea, conceput pentru opriri rapide la boxe; durează mai puțin de 16 minute pentru a încărca bateria de la o stare de încărcare (SoC) de 10 la 80%. 
 
Nu doar în curse lucrurile se încălzesc. Temperaturile fluctuează foarte mult și în timpul condusului de zi cu zi. Filosofia Porsche este că trebuie atinse performanțe ridicate de încărcare chiar și în condiții adverse, pe o gamă largă de SoC. Puterea de încărcare în curent continuu a modelului Cayenne este de până la 400 kW. Încărcarea rapidă este posibilă de la o temperatură a bateriei de 15 grade Celsius. Până la un SoC de aproximativ 55%, puterea de încărcare este mai mare de 350 kW – astfel încât procesele de încărcare rapidă sunt foarte robuste. În 10 minute de încărcare la o stație adecvată, se pot adăuga peste 300 km de autonomie. 

Formula E este, de asemenea, un laborator de testare și o demonstrație pentru încărcarea rapidă: „Piloții împing mașinile la limită – uneori în orașe caniculare, cum ar fi Jakarta. Când intrăm la boxe pentru a încărca, temperaturile sistemului sunt adesea foarte ridicate”, spune Modlinger. „În același timp, dorim să menținem cerințele de răcire ale mașinii de curse cât mai scăzute posibil, deoarece răcirea consumă energie și, în funcție de hardware, crește greutatea. Așadar, în timpul opririlor la boxe Pit Boost, demonstrăm o sursă de energie cu o putere de încărcare enormă în condiții extreme”. 
 
În Formula E, Porsche investește bugetul disponibil în principal în acele componente ale vehiculului care sunt relevante și pentru utilizarea pe șosele. Conform regulamentului, aceste componente sunt amplasate sub caroserie. Modlinger: „Provocările noastre tehnice nu sunt vizibile din exterior. Dar sunt considerabile și, în multe domenii, sunt similare cu cele cu care ne confruntăm în mașinile noastre sport electrice de stradă”.