Hoe wint de Taycan tijdens de rit energie terug?

Met een uniek recuperatie-management verzet Porsche de bakens.

   

De snelweg is vrij, je rijdt ‘s avonds 130 km/h. Totdat een kleine bestelbus plotseling uitwijkt om een tankauto in te halen. Geen probleem: je houdt immers genoeg afstand, vertraagt naar 80 km/h. En in een oogwenk is een aanzienlijke hoeveelheid energie verbruikt! Want bij auto’s met een verbrandingsmotor wordt de vrijgekomen bewegingsenergie bij de remmen omgezet in warmte – die blijft onbenut. Bij elektrische auto’s is het daarentegen mogelijk om een groot deel van deze energie terug te winnen, de elektromotoren bij het vertragen als generator te gebruiken en met de opgewekte stroom de accu te laden. Zoals bij de Porsche Taycan, waarbij een aanzienlijk deel van de remenergie voor de aandrijving wordt gebruikt. Dat heet recuperatie. Het Latijnse woord recuperare betekent ‘herwinnen’. In de techniek is het een vast begrip geworden voor de terugwinning van energie. De kinetische remenergie neemt kwadratisch toe ten opzichte van de snelheid – dubbele snelheid houdt een viervoudige recuperatie in. De Taycan wint bij een vertraging vanaf 100 km/h vier keer zo veel energie terug dan vanaf 50 km/h. Zowel deze recuperatie als de aandrijving zelf zijn de twee doorslaggevende factoren voor de efficiëntie van elektrische auto’s.

Hoe slaagt de Taycan daarin?

“Voor de terugwinning integreren wij de elektromotoren, die we in Zuffenhausen produceren, in het remsysteem”, legt Ingo Albers het basisprincipe uit. Het hoofd Chassis in het Ontwikkelingscentrum Weissach van Porsche weidt uit: “Elektromotoren kunnen over het algemeen in zogenaamd vierkwadrantenbedrijf worden geregeld.” Dat betekent: een elektromotor kan in dezelfde richting werken, dan verlopen rotatiesnelheid en koppel in dezelfde – positieve – richting. Elke elektromotor kan echter ook als generator functioneren. De motor blijft dan in dezelfde richting draaien, maar wordt nu door de wielen aangedreven in plaats van dat hij de wielen aandrijft. In dat geval verbruikt hij geen elektrische energie, maar wekt hij die op. En omdat er voor het aandrijven van de motor veel kracht moet worden aangewend om de rotor tegen de magnetische weerstand te draaien, kan dit zogenaamde negatieve koppel worden benut om de auto af te remmen.

Dubbele functionaliteit:

Dubbele functionaliteit:

beide elektromotoren aan de voor- en achteras van de Taycan zijn geïntegreerd in het remsysteem.

In de Taycan zijn de regelaars en vermogenselektronica van de elektromotoren daarom slim gekoppeld aan de regelaars en de logica van het remregelsysteem. Op die manier kunnen de conventionele hydraulische wielremmen en de elektromotoren gecombineerd vertragen. De experts in Weissach hebben een complexe strategie voor de recuperatie ontwikkeld. Binnen milliseconden beslist de elektronica in welke mate er elektrisch of hydraulisch wordt geremd. De bestuurder voelt geen verschil, hij kan het alleen aflezen op de powermeter in het combi-instrument. 

“Wij zullen de efficiëntie van recuperatie blijven verhogen.”

Ingo Albers

Bij ongeveer 90 procent van alle keren dat er wordt geremd, vertraagt de Taycan compleet elektrisch en wint hij energie terug. “Maar in extreme situaties, bijvoorbeeld als een volgeladen Taycan op hoge snelheid vol op de rem moet”, aldus Albers, “moet er een maximaal remvermogen van meer dan twee megawatt worden behaald. Daartoe is de elektrische aandrijflijn alleen niet in staat. Dan grijpt de conventionele wielrem meer in.” Ook kan het voorkomen dat deze het overneemt omdat de accu al vol is en daarom het opladen door recuperatie niet meer is toegestaan. Voor de zekerheid – denk aan het afdalen van een bergpas met volle accu – is de hydraulische wielrem ontworpen voor hoge prestaties. Dankzij het ontwerp van de elektromotoren en de elektronica in combinatie met een slimme regeling, die typisch is voor Porsche, heeft de Taycan een recuperatievermogen van maximaal 290 kilowatt. “Dat is echt een topprestatie”, aldus Albers, “en wij zullen deze waarde blijven verhogen.”

Coördinatie van de recuperatie:

Coördinatie van de recuperatie:

het Porsche Stability Management (PSM) zorgt er samen met de elektromechanische remkrachtversterker voor dat de Taycan altijd hetzelfde drukpunt in het rempedaal heeft.

Eigen wegen gaan

Enkele autofabrikanten activeren de recuperatie van de elektrische aandrijving automatisch op het moment dat de rijder zijn of haar voet van het gaspedaal haalt, ook wel one-pedal-driving genoemd. “Wij hebben bij de Taycan bewust niet daarvoor gekozen”, zegt Albers, “je trapt op het rempedaal om te vertragen. Dat is aangeleerd en authentiek, de bestuurder krijgt consistente en voorspelbare feedback. Bovendien bieden wij zo de volledige integratie van systemen als ABS en PSM.” Technisch gezien zou het veel gemakkelijker zijn om de rem van de elektromotor op het gaspedaal te gebruiken, in plaats van deze in het remsysteem te integreren. “Maar wij hebben een beperkte recuperatie ingebouwd in het gaspedaal. Dat neemt de bestuurder vooral buiten de bebouwde kom als een efficiënt, zeilend rijgevoel waar”, legt Ingo Albers uit. 

Conclusie: Porsche blijft Porsche en vindt zich steeds opnieuw uit. Ook bij de eerste 100% elektrische sportwagen uit Zuffenhausen werden geheel eigen wegen gevolgd. Steeds met maximale efficiëntie voor ogen. Door de slimme strategie op de achtergrond bereikt de Taycan tot een derde van zijn actieradius door middel van terugwinning van remenergie, de recuperatie.

Heike Hientzsch
Heike Hientzsch

Verwante artikelen