Híbridos y Eléctricos

ACELERACIÓN, TRACCIÓN Y POTENCIA, LAS PREMISAS DE UN BUEN DEPORTIVO

Tren de potencia eléctrico del Porsche Taycan, un prodigio de la técnica

Desde donde entra la energía, hasta el punto final en que se transforma en potencia, par y aceleración, cada uno de los elementos del Porsche Taycan que intervienen, es un prodigio de la técnica.

Porsche Taycan.
Porsche Taycan.

Vamos a conocer los principales componentes del Porsche Taycan, responsables de sus características técnicas tan singulares y que le permiten la siguiente tarjeta de presentación: para la versión superior Turbo S, el Taycan alcanza los 560 kW (761 CV) de potencia gracias a las funciones overboost y Launch Control; el Taycan Turbo llega hasta los 500 kW (680 CV), mientras el Taycan 4S ofrece dos niveles de potencia en función de la batería elegida: con la batería Performance consigue hasta 390 kW (530 CV) y con la Performance Plus, hasta 420 (571 CV).

El tren de potencia

Los diferentes modelos del Taycan (Turbo S, Turbo y 4S) incorporan dos motores eléctricos, uno en el eje delantero y otro en el trasero, lo que le permite tracción integral en todas sus versiones.

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Estos motores eléctricos son síncronos de imanes permanentes (Permanent Magnet Synchronous, PSM). Disponen de un rotor con imanes permanentes de alta calidad que generan un campo magnético natural. Como resultado, el rotor se mueve en sincronía con el campo magnético giratorio del estátor, de ahí el nombre de PSM.

Un inversor con modulación del pulso determina la frecuencia del campo giratorio en el estátor, estableciendo así la velocidad del rotor. Su diseño le permite un excelente comportamiento térmico de los motores síncronos de imánes permanentes y le permiten alcanzar un alto rendimiento.

El motor eléctrico, la transmisión y el inversor con modulación del pulso se agrupan en un conjunto de formas muy compactas.

Motores eléctricos con tecnología de horquilla

Una característica especial de los motores eléctricos de Taycan es el llamado bobinado de horquilla, en el que las bobinas en el solenoide del estátor están formadas por cables rectangulares en lugar de redondos. Antes de ser insertados en el núcleo laminado del estátor, los cables se doblan y adquieren forma de horquilla, de ahí su nombre. Los extremos se sueldan entre sí mediante láser.

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La tecnología de horquilla permite bobinar los cables de una manera más compacta y, por tanto, integrar más cobre en el estátor. Mientras que los procedimientos de bobinado convencionales logran un factor de llenado de cobre de entre el 45% y el 50%, aquí es casi del 70%. Esto aumenta la potencia y el par sin incrementar el volumen.

Otra ventaja importante para un deportivo de altas prestaciones como el Taycan es que un estátor de horquilla se puede refrigerar de forma considerablemente más eficiente.

Inversores para controlar

El inversor con modulación de pulso es el componente fundamental para activar los motores eléctricos.

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Hay uno para cada módulo y su función es transformar la corriente continua suministrada por la batería en la corriente alterna necesaria para accionar los motores.

Al frenar, la situación se invierte: en este caso, los inversores transforman la corriente alterna que se obtiene de la recuperación en corriente continua para cargar la batería. En el Taycan Turbo S se utiliza en el eje delantero un inversor con una intensidad de corriente máxima de 600 amperios, que puede lograr aún más potencia y par que los inversores delanteros de 300 amperios de los Taycan Turbo y 4S. Todos ellos funcionan con una eficiencia de casi el 98 por ciento.

Caja de cambios de dos velocidades

En el eje delantero, la fuerza del motor eléctrico llega a las ruedas a través de un engranaje planetario y de un ligero diferencial epicicloidal integrado.

El conjunto es compacto, coaxial al eje delantero y tiene una sola velocidad, con relación de 8:1 (ocho revoluciones del motor eléctrico corresponden a una vuelta de la rueda). Con ello se pueden alcanzar los 260 km/h y contar con grandes reservas de aceleración a altas velocidades.

La transmisión de dos velocidades ubicada en el eje trasero es un elemento innovador desarrollado por Porsche. La primera marcha le permite al Taycan acelerar con contundencia en la salida desde parado, mientras que la segunda, con una relación más larga, asegura una alta eficiencia y grandes reservas de potencia, incluso a velocidades muy elevadas. El eje trasero cuenta con un diferencial autoblocante.

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Además de la relación del engranaje epicicloidal que da lugar a la segunda velocidad, hay otro engranaje adicional para la primera velocidad, con una relación muy corta. Aproximadamente, 15 revoluciones del motor corresponden a una vuelta de rueda. El resultado es un par en la rueda muy alto de casi 12.000 Nm, lo que permite una aceleración vertiginosa en la arrancada.

Recuperación de energía

En los vehículos con motor de combustión, al frenar, la energía cinética se convierte en calor. En los vehículos eléctricos, es posible recuperar gran parte de dicha energía al utilizar los motores eléctricos como generador y alimentar la batería con esa corriente generada.

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La capacidad máxima de recuperación de energía de hasta 265 kW es significativamente superior a la de la mayoría de competidores. Se recupera energía en frenadas de hasta 3,8 m/s2.

En el Taycan se puede elegir entre tres configuraciones distintas de recuperación de energía al levantar el pie del acelerador:

En la primera, no hay retención, el coche sigue avanzando por inercia y, por tanto, no hay recuperación de energía. En la segunda, la retención es moderada y, en la tercera, es más acusada para recuperar el máximo de energía posible.

Con la estrategia de controlar la recuperación principalmente a través del pedal del freno, se consigue que el usuario experimente un comportamiento previsible en las deceleraciones, independientemente de la temperatura y la carga de la batería. Aun así, gracias a la elevada capacidad de recuperación de hasta 265 kW, aproximadamente el 90 por ciento de los procesos de frenado en el uso diario se realizan únicamente a través de los motores eléctricos, sin que se active el sistema de frenos. Debido a ello, el intervalo de cambio de pastillas prescrito por Porsche es, por primera vez, de seis años.

Las baterías

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Nada de lo que hemos visto hasta ahora podría dar sentido tecnológico sin una fuente de energía a la altura de las circunstancias. En este caso, el conjunto de la batería de altas prestaciones con tecnología de iones de litio y basada en un sistema de 800 voltios es básico para los logros del Taycan. Gracias a ello se obtiene un mayor rendimiento durante la carga así como en la propulsión, el empleo de una sección de cables reducidas y se consigue una repercusión positiva en el peso total del vehículo.

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