Pełna moc
Napędy elektryczne czynią Cayenne Electric zachwycającym, a zarazem zaskakującym. W przededniu światowej premiery Christophorus robi pierwsze okrążenie na torze Porsche Experience Center w Lipsku.
Lekki uśmiech na twarzy instruktora Porsche Timo Klucka siedzącego za kierownicą powinien być ostrzeżeniem. Do myślenia powinna skłonić również jego troskliwa uwaga, sugerująca oparcie głowy o zagłówek fotela pasażera. Jesteśmy bowiem tuż przed startem nowego Turbo Electric – przy użyciu Launch Control.
Wspomniana funkcja wyzwala pełną moc tego w pełni elektrycznego SUV-a – nagle zaczyna odczuwać się 850 kW (1156 KM; Cayenne Turbo Electric: zużycie prądu, cykl łączony (WLTP) 22.3 – 20.4 kWh/100 km, emisja CO₂ średnia (WLTP) 0 g/km, CO₂ class A ). To bez wątpienia najwyższy poziom trzystopniowego uwalniania mocy. „Już zwykły tryb jazdy daje kierowcy władzę nad 630 kW (857 KM)”, wyjaśnia szef serii Cayenne, Michael Schätzle. „Dodatkowe 130 kW (176 KM) zapewnia przez dziesięć sekund funkcja Push-to-Pass1, na przykład do szybkich manewrów wyprzedzania”. Z tej pełnej mocy kierowca korzysta później poprzez funkcję Launch Control. Oznacza to, że po ustawieniu przełącznika trybów jazdy na Sport Plus, lewej stopy na pedał hamulca, a prawej do oporu na pedał przyspieszenia i zwolnieniu hamulca samochód wystrzeliwuje niczym z katapulty. Te trzy stopnie pozwalają regulować moc Cayenne w każdym momencie podczas codziennej jazdy i idealnie dostosowywać ją do własnych potrzeb.
Wyzwolenie pełnej mocy wymaga specjalnych warunków, na przykład takich, jakie oferuje Porsche Experience Center w Lipsku. Droga przed elektrycznym SUV-em jest pusta, prosta i długa – to trzy istotne cechy, dzięki którym funkcja Launch Control może spełniać swoje zadanie. Kierowca i pasażerowie mają wrażenie, jakby horyzont chciał wskoczyć przez przednią szybę, a 850 kW (1156 KM) wyzwala swoją moc. Wystarcza 2,5 sekundy, aby wskazówka cyfrowego prędkościomierza przekroczyła 100 km/h, oraz 7,4 sekundy, aby wyświetlacz pokazał ponad 200 km/h. Impet, z jakim Cayenne Turbo Electric rusza z linii startu, jest wprost niewyobrażalny. Cayenne to wprawdzie ciężki SUV, ale też samochód sportowy marki Porsche.
Elastyczna platforma
Nie byłoby to możliwe bez harmonijnego połączenia wszystkich elementów napędu i podwozia, co potwierdza również Michael Schätzle, który patrząc na SUV-a wyjaśnia: „Czasami udaje się stworzyć wyjątkowo dobry samochód”. To pewne niedopowiedzenie, sugerujące element przypadkowości w procesie opracowywania koncepcji, konstruowania i testowania nowego Cayenne. A tak oczywiście nie jest.
W końcu ten model Cayenne nie jest pierwszym elektrycznym Porsche. Jego konstruktorzy czerpali z doświadczeń zdobytych przy konstruowaniu Taycana Electric i Macana Electric. Inżynierowie mogli nawet wykorzystać ten czy inny podzespół produkowany już seryjnie przez Porsche, tak jak na przykład platformę PPE 41.
PPE (skrót od Premium Platform Electric) to moduł stosowany w najwyższej klasy samochodach elektrycznych koncernu Volkswagen. Na platformie PPE 41 bazuje również najnowsza wersja Macana.
Pomysłowość takich modułowych rozwiązań polega na ich elastyczności. Można je dopasować do najróżniejszych wymagań – w zakresie rozmiaru i mocy, ale także masy czy zastosowania danego modelu. Porsche zaadaptowało i udoskonaliło zatem PPE 41 Macana, tworząc PPE 41 C dla Cayenne Electric. W trosce o jeszcze lepsze osiągi oraz większą praktyczność. Bo również w wersji elektrycznej Cayenne ma być znakomitym pojazdem holowniczym. Może holować do 3,5 ton. To rekordowa wartość dla SUV-a, niezależnie od zastosowanego w nim układu napędowego.
Taki pojazd holowniczy potrzebuje mocy i obowiązkowo napędu na wszystkie koła. SUV ma jedno i drugie. „Nasi klienci zawsze doceniali wysoką wartość użytkową Cayenne”, uważa Michael Schätzle. „Dlatego podczas konstruowania w pełni elektrycznego modelu nie chcieliśmy iść na żadne ustępstwa”.
Bezpośrednie chłodzeniem olejem silnika na osi tylnej modelu Turbo
Cayenne Electric zawsze dysponuje napędem na przednie i tylne koła. Mocniejszy napęd na tylne koła w wersji Turbo został opracowany od podstaw przez ekspertów z Weissach i jest produkowany w Zuffenhausen. Ten wyjątkowy silnik stanowi kolejny etap rozwoju technologii Porsche, więc idealnie pasuje do modelu Cayenne, który już w przeszłości uchodził za technologiczną innowację producenta samochodów sportowych.
Jednym z ważniejszych rozwiązań nowego napędu na tylne koła jest bezpośrednie chłodzeniem olejem. Zastosowanie bezpośredniego chłodzenia miedzianych przewodów pozwoliło zwiększyć sprawność silnika elektrycznego do 98 procent, zmniejszyć przestrzeń montażową nawet o 30 procent i zoptymalizować stałą wydajność pod kątem wyścigów.
To bezpośrednie chłodzenie olejem wykorzystano także w prototypie wyścigowego modelu GT4 e-Performance. Wersja na bazie 718 GT4 Clubsport stanowi pole doświadczalne dla w pełni elektrycznej przyszłości wyścigów klienckich. Bezpośrednie chłodzenie olejem w modelu GT o mocy 735 kW (1000 KM) gwarantuje niezmienną moc przez żądany czas w trybie wyścigowym. Obecnie bezpośrednie chłodzenie olejem stosowane jest w napędach Formuły E. „Formuła E to nasze laboratorium, w którym badamy i tworzymy elektryczną mobilność jutra. Zdobywamy tam cenne doświadczenia wykorzystywane później w naszych samochodach sportowych do jazdy miejskiej”, wyjaśnia dr Michael Steiner, wiceprezes zarządu kierujący działem badań i rozwoju. „Nowe Cayenne Electric pokazuje, jak szybko taki transfer technologii odbywa się w Porsche i jak ważne jest nasze zaangażowanie w serię wyścigową samochodów elektrycznych”.
Dynamo z tyłu
Technologie stosowane w wyścigach można poczuć również podczas hamowania – albo raczej zwalniania. Zwykle redukcja prędkości w Cayenne Electric odbywa się niemal wyłącznie w drodze rekuperacji. Silniki elektryczne działają tu jak duże dynamo i przekazują energię z powrotem do akumulatora. I to z mocą do 600 kW – zupełnie jak w przypadku modelu 99X Electric, który zdobył już kilka tytułów mistrza świata w Formule E. Efektem jest zwiększenie zasięgu, a także ochrona klasycznego hamulca ciernego, z którego w nowym Cayenne oczywiście nie rezygnowano – opcjonalnie dostępne są też hamulce PCCB (Porsche Ceramic Composite Brake).
Oprócz rekuperacji za pomocą pedału hamulca kierowca może wybrać jeden z trzech trybów rekuperacji. Ich aktywacja odbywa się na centralnym wyświetlaczu i umożliwia przełączanie między stanami „włączony”, „wyłączony” i „automatyczny”.
Energia wraca do akumulatora o pojemności 113 kWh, znajdującego się w najniższym punkcie podwozia Cayenne, które również stanowi całkowicie nową konstrukcję. Układ elektryczny wyróżnia architektura 800 V i można go ładować z mocą do 400 kW2. Prąd płynie do akumulatora NMCA (niklowo-manganowo-kobaltowo-aluminiowego), składającego się z sześciu modułów. W każdym z nich znajdują się cztery tzw. stosy, które z kolei składają się z ośmiu ogniw. W ten sposób Porsche zdefiniowało nowy wymiar gęstości energii ogniw, a dzięki modułowej konstrukcji stworzyło niezwykle łatwy w naprawie akumulator. Poszczególne moduły można bowiem w razie potrzeby wymieniać.
Optymalna temperatura akumulatorów, pozwalająca na szczególnie szybkie pobieranie lub oddawanie energii, wynosi około 20 stopni Celsjusza. Aby ją zagwarantować, Porsche włożyło wiele pracy w opracowanie systemu zarządzania temperaturą. Centralny element znajduje się w przedniej części samochodu. Warto zwrócić tutaj uwagę na przewody prowadzące do akumulatora, który jest chłodzony od góry i od dołu, co zapewnia zwiększenie wydajności o 15 do 20 procent w porównaniu z chłodzeniem tylko z jednej strony.
Przy niskich temperaturach, na przykład podczas ładowania zimą, akumulator jest ogrzewany. Można go w takim przypadku wstępnie kondycjonować, tzn. ustawić temperaturę na 15 do 20 stopni Celsjusza, umożliwiając szybki przepływ elektronów i ich dotarcie do swoich miejsc w ogniwach. Dzięki temu można osiągać najkrótsze czasy ładowania. Liczby przedstawiają się następująco: akumulator rozładowany do 10 procent SOC (State of Charge, czyli poziom naładowania) można naładować do 80 procent w niecałe 16 minut3. Energię wystarczającą na przejechanie ponad 300 kilometrów można doładować w zaledwie dziesięć minut4. Również dlatego, że możliwość szybkiego ładowania z mocą ponad 350 kW jest utrzymywana przez bardzo długi czas. „Cayenne Electric zapewnia nowy poziom osiągów elektrycznych. Nasz innowacyjny układ wysokiego napięcia łączy maksymalną wydajność z dynamiką jazdy typową dla Porsche”, wyjaśnia Michael Steiner. „Funkcjonalnie zintegrowany akumulator, koncepcja obustronnego chłodzenia i perspektywiczne zarządzanie temperaturą dowodzą naszego całościowego podejścia do technologii. Chcemy kształtować elektryczną mobilność na sposób Porsche – powinna być efektywna, wydajna, a jednocześnie emocjonalna”.
Precyzyjna jazda
W końcu dla Cayenne Electric, tak jak dla każdego Porsche, szybkie podróżowanie jest kluczowe. Zasięg w cyklu mieszanym wg WLTP wynosi w zależności od modelu do 642 kilometrów. Po przejechaniu takiej trasy nawet najbardziej wytrwały kierowca potrzebuje krótkiej przerwy, chociaż kwadrans może okazać się niewystarczający na kawę i croissanta. Wcześniejszy postój jest jednak przy takich dystansach często koniecznością.
Aby szybkie podróżowanie uczynić maksymalnie komfortowym, w Cayenne Turbo Electric dostępne jest na życzenie podwozie Porsche Active Ride z czterema aktywnymi amortyzatorami, które zapobiegają przechyłom bocznym i wzdłużnym samochodu. Zbędne są wówczas klasyczne stabilizatory. „Porsche Active Ride jeszcze bardziej zwiększa rozpiętość między dynamiką a komfortem jazdy w nowym Cayenne”, podkreśla Michael Schätzle.
Samochód utrzymuje pozycję poziomą nawet podczas szybkiego pokonywania zakrętów i umożliwia precyzyjne prowadzenie, zapewniając elegancką jazdę typową dla Porsche. „W tym modelu zawarliśmy naszą całą najnowocześniejszą technologię, a dodatkowo wiele nowości”, uważa Schätzle. „Nowe Cayenne to technologiczny kamień milowy”.
Dotyczy to również opcjonalnej możliwości bezprzewodowego ładowania nowego Cayenne – ładowania indukcyjnego, znanego już od dawna z telefonów komórkowych. Wymaga to dwóch elementów: płyty ładującej zamontowanej w podłodze i odbiornika wbudowanego pod przednią częścią SUV-a. Prąd o mocy 11 kW płynący między tymi dwoma elementami dociera do akumulatora, osiągając sprawność przesyłu energii powyżej 90 procent.
Samochód sportowy i terenowy
Wracamy do Lipska. Przyspieszenie Cayenne jest spektakularne – zwłaszcza jeżeli uświadomimy sobie, że znajdujemy się właśnie w SUV-ie. Przed nami pierwszy zakręt. Timo Kluck wjeżdża w niego z pełnym zaangażowaniem. Wspiera go oferowana opcjonalnie tylna oś skrętna oraz regulowana blokada mechanizmu różnicowego, która rozdziela moment obrotowy na osi tylnej precyzyjnie między oba koła. Gdybyśmy nie siedzieli tak wysoko, iluzja poruszania się klasycznym samochodem sportowym byłaby perfekcyjna. Na zakrętach słychać wprawdzie pisk opon, ale nie tracą one przyczepności z podłożem.
Geny wyścigowe:
99X Electric, samochód wyścigowy Formuły E, jako zakamuflowany prototyp Cayenne Electric podczas testów. Symbol transferu technologii – oba samochody wykorzystują na przykład moc rekuperacji do 600 kW.Po szybkich okrążeniach na torze ruszamy w teren po bezdrożach tutejszego Experience Center. Samochód sportowy staje się terenowym. Strome podjazdy, odcinki z przeszkodami, kiepskie, wyboiste trasy – Cayenne Electric pokonuje je bez trudu. Jednak to właśnie teraz aktywowane są systemy kontroli. „Każde koło samochodu otrzymuje tylko tyle mocy, ile jest w stanie przenieść na śliską nawierzchnię”, tłumaczy Schätzle. Porsche Traction Management (PTM) rozdziela moment obrotowy w pełni zmiennie jedynie w pięć milisekund.
Cayenne Electric osiąga nowy poziom we wszystkich obszarach: w terenie, na drodze, a nawet na stacji ładowania. Pierwsza generacja Cayenne w 2002 roku stanowiła odważny krok. Po wyprodukowaniu 1,5 miliona egzemplarzy widać wyraźnie, jaki sukces odniosła – i odnosi do dzisiaj. Niemal ćwierć wieku później w blokach startowych czeka nowy model, gotowy do przejęcia pałeczki. Tym razem w pełni elektryczny. Jedno jest pewne: potrzebnej mocy mu nie brakuje.
Info
1Stan naładowania akumulatora i jego temperatura mogą wpływać na wydajność funkcji Push-to-Pass.
2 Moc ładowania Cayenne w określonych warunkach przy użyciu szybkiej stacji ładowania CCS o mocy > 400 kW, > 850 V, > 520 A, początkowy stan naładowania 45% – 48%, temperatura akumulatora 40°C – 42°C. Maksymalna moc ładowania prądem stałym (DC) podczas ładowania od 10% SoC do 80% SoC w optymalnych warunkach: 390 kW (szybka stacja ładowania CCS o mocy > 390 kW, > 850 V, > 520 A, temperatura akumulatora 15°C, początkowy stan naładowania 9% i pozostały zasięg < 60 km).
3 Czas ładowania Cayenne prądem stałym (DC) przy maksymalnej mocy od 10% SoC do 80% SoC w optymalnych warunkach (stacja szybkiego ładowania CCS o mocy > 390 kW, > 850 V, > 520 A, temperatura
akumulatora 15°C, początkowy stan naładowania 9% i pozostały zasięg < 60 km).
4 Zasięg Cayenne po doładowaniu w ciągu 10 minut prądem stałym (DC) przy maksymalnej mocy w optymalnych warunkach (stacja szybkiego ładowania CCS o mocy > 390 kW, > 850 V, > 520 A, temperatura akumulatora 15°C, początkowy stan naładowania 9% i pozostały zasięg < 60 km), w oparciu o zużycie prądu zgodnie z WLTP pojazdu z wyposażeniem standardowym zgodnie z wersją na rynek niemiecki.
Zużycia paliwa/prądu
911 GT3 RS
Cayenne Turbo Electric
-
22.3 – 20.4 kWh/100 km
-
0 g/km
-
A Class