Poniżej znajduje się tekst z wysoce specjalistycznej strony electrive.com
Artykuł ten będzie wstępem do kolejnego artykułu o nowym typie baterii i platform EV.
Pod tekstem znajdziecie krótki komentarz ode mnie. Na zdjęciach można zobaczyć autora artykułu Sebastiana Schaal-a. Zapraszam do pogłębionej lektury.
„Elektryczny Cayenne jest drugim modelem, który Porsche wprowadzi na rynek, opartym na platformie Premium Platform Electric (PPE). Ten elektryczny SUV, znany wewnętrznie jako E4, bynajmniej nie jest jedynie większą wersją elektrycznego Macana — Porsche znacząco zoptymalizowało w nim układ napędowy, akumulator i oprogramowanie. Redakcji electrive udało się uzyskać szereg pouczających informacji na temat technologii stojącej za nowym Porsche Cayenne.
Porsche zaprosiło redakcję electrive na warsztaty technologiczne poświęcone nowemu Cayenne w swoim Experience Center w zakładzie w Lipsku. Dla tradycyjnego producenta samochodów sportowych, nowa technologia w samochodach elektrycznych pojawia się w krytycznym momencie: zaledwie kilka dni temu firma nie tylko zrewidowała w dół swoją prognozę zysków na bieżący rok, ale także ogłosiła nową strategię produktową.
Firma porzuciła swój niegdyś ambitny cel osiągnięcia 80-procentowego udziału samochodów elektrycznych do 2030 roku. W nowej strategii modele z silnikami spalinowymi mają ponownie zająć więcej miejsca i będą oferowane „głęboko w nadchodzącą dekadę” — w tym z zupełnie nowymi generacjami następców. Jednocześnie wstrzymano rozwój innej platformy elektrycznej, który ma zostać „przełożony na inny termin”. Ikonie niemieckiej motoryzacji z Zuffenhausen uważa, że jest dobrze przygotowana dzięki obecnie dostępnym i opracowywanym modelom elektrycznym.
W świetle tej strategii, Porsche kieruje teraz światło reflektorów na swój kolejny model elektryczny: Czwarta generacja Cayenne pierwotnie miała wprowadzić ten model SUV w erę elektryczną, przez kilka lat mając za towarzysza Cayenne trzeciej generacji (E3) jako model spalinowy i hybrydowy plug-in, zanim oferowany miałby być tylko model czysto elektryczny.
Ten plan jest już nieaktualny, a spalinowy i hybrydowy Cayenne, znany jako E3, będzie nadal dostępny i prawdopodobnie również doczeka się następcy, który będzie istniał równolegle z E4 (jak wewnętrznie nazywany jest elektryczny Cayenne). Klienci będą mieli zatem do wyboru dwa modele Cayenne o tej samej nazwie i w tym samym segmencie, ale oparte na różnych platformach technicznych.
Elektryczny Cayenne to „nie tylko aktualizacja produktu, ale nowy rozdział w ponad 20-letniej historii modelu” — mówi Matthias Lederer, Wiceprezes ds. Weryfikacji i Walidacji Rozwoju, odpowiedzialny za wszystkie systemy testowe. Rzeczywiście, Cayenne, który jest na rynku od 2002 roku, otworzył nowe drzwi i rynki dla Porsche. Niedawno z linii produkcyjnej w Bratysławie, gdzie model ten jest produkowany od 2017 roku, zjechał 1 500 000. egzemplarz. „Cayenne zawsze był naszą platformą dla innowacji” — podkreśla Lederer, wskazując na takie funkcje, jak system kontroli podwozia PASM (Porsche Active Suspension Management), kontrola trakcji PTC (Porsche Traction Control) czy reflektory Matrix LED, które zostały po raz pierwszy wewnętrznie zaoferowane w Cayenne, zanim trafiły do innych modeli.
Lederer postawił wysoko poprzeczkę dla nadchodzącego modelu elektrycznego: „Cayenne Electric zdefiniuje, co w przyszłości będzie oznaczać wydajność!” Przyjrzyjmy się więc bliżej technologii stojącej za tą deklaracją.
Układ Napędowy
W segmencie SUV-ów, kluczowe liczby z pewnością robią wrażenie: dzięki mocy przekraczającej 800 kW w trybie Launch Control z funkcją „overboost”, Cayenne potrafi przyspieszyć od 0 do 100 km/h w czasie poniżej trzech sekund, dzięki momentowi obrotowemu wynoszącemu ponad 1500 Nm. Oznacza to, że Porsche przekroczyło barierę 1000 KM w seryjnie dostępnym modelu produkcyjnym. Nawet bez Launch Control pojazd nadal dostarcza ponad 600 kW mocy, a dodatkowe 100 kW jest dostępne przez dziesięć sekund za pomocą przycisku push-to-pass na kierownicy, co daje łącznie 700 kW. Podane wartości dotyczą topowego modelu w serii, który, podobnie jak Macan, prawdopodobnie zostanie wprowadzony jako Cayenne Turbo.
Można by się spodziewać, że skoro Porsche opracowało zupełnie nowe silniki elektryczne dla pierwszego modelu opartego na PPE, Macana zaprezentowanego na początku 2024 roku, to Cayenne, którego światowa premiera ma nastąpić jeszcze w tym roku, przejmie te same silniki. Z ewentualnie nieco większą mocą w większym modelu.
Jednak byłoby to tylko częściowo słuszne: silnik elektryczny na przedniej osi rzeczywiście pochodzi z Macana. Jest to synchroniczny silnik z magnesami trwałymi (PSM) o średnicy 210 milimetrów i „aktywnej długości” 100 milimetrów – sam korpus jest oczywiście dłuższy niż te dziesięć centymetrów. Szczegóły dotyczące układów napędowych Macana można znaleźć w naszej pierwszej dogłębnej analizie technologii PPE.
Inżynierowie Porsche w Centrum Rozwojowym w Weissach zaprojektowali zupełnie nowy silnik dla tylnej osi Cayenne. Nadal jest to silnik PSM, który wykorzystuje magnesy trwałe w wirniku, a tym samym wymaga metali ziem rzadkich. W przeciwieństwie do siostrzanej marki Audi, gdzie w niektórych modelach na platformie PPE stosowane są silniki asynchroniczne bez magnesów trwałych, Porsche kładzie szczególny nacisk na osiągi, zgodnie ze swoimi standardami marki. A jeśli chodzi o gęstość mocy, jednostki PSM nadal są w czołówce.
To, co odróżnia nowy układ napędowy Cayenne od napędów tylnej osi Macana, to nie tylko jego wymiary (245 milimetrów aktywnej długości w porównaniu do 210 lub 230 milimetrów, w zależności od wariantu Macana), ale także inna cecha zwiększająca wydajność: chłodzenie. Silniki elektryczne są zwykle chłodzone tzw. płaszczem wodnym, gdzie płyn przepływa wokół zewnętrznej części stojana – jest to proste i niedrogie rozwiązanie. W Cayenne Porsche stawia jednak na bezpośrednie chłodzenie olejem.
Olej chłodzący przepływa przez wąską szczelinę między stojanem a wirnikiem. „Pozwala to na odprowadzanie ciepła bezpośrednio tam, gdzie jest generowane” – wyjaśnia Vivien Schreiber, inżynier ds. napędów elektrycznych w Porsche. „Jest to znacznie bardziej wydajne i precyzyjne. Pozwala nam natychmiast rozproszyć ciepło generowane przy wysokich prądach, zanim nagrzeje ono inne części silnika i będziemy musieli ograniczyć moc ze względu na temperaturę”.
Precyzyjne wyniki liczbowe nie zostały jeszcze ujawnione, ponieważ Porsche ogłosi dokładne parametry wydajności dopiero podczas światowej premiery Cayenne. Jak jednak jasno precyzuje Schreiber, moc ciągła Cayenne powinna być bardzo bliska wcześniej komunikowanej mocy szczytowej wynoszącej 600 kW. Do tej pory różnica między mocą ciągłą a szczytową była znacznie większa, właśnie dlatego, że nawet przy bardzo wydajnym chłodzeniu płaszczem wodnym moc musiała zostać zredukowana po stosunkowo krótkim szczycie, aby utrzymać temperaturę w granicach normy. To nie jest problem w przypadku bezpośredniego chłodzenia olejem.
fot. Porsche
fot. Porsche
fot. Porsche
fot. Porsche
fot. Porsche
Porsche opracowało do tego systemu nową tandemową pompę olejową, która za pomocą jednego napędu dostarcza odpowiednie ciśnienie oleju do dwóch różnych obiegów: jednego do smarowania jednostopniowej skrzyni biegów i drugiego do nowego obiegu chłodzenia. Sam olej chłodzący jest specjalną, wspólną opracowaną w kooperacji z firmą ExxonMobil. „Olej chłodzący jest około pięć razy rzadszy niż olej silnikowy” – wyjaśnia Schreiber.
Konwencjonalny olej nie przepływałby tak dobrze przez wąską szczelinę między stojanem a wirnikiem i powodowałby większe opory. Podgrzany olej przepływa następnie przez wymiennik ciepła umieszczony z przodu silnika, który jest podłączony do systemu zarządzania termicznego pojazdu, znajdującego się pod maską w pobliżu przedniego silnika elektrycznego. Więcej na temat zarządzania termicznego wkrótce, gdy przejdziemy do sedna sprawy, czyli baterii.
Na warsztatach technologicznych Porsche w Lipsku, gdzie electrive uzyskało wgląd w technologię, producent samochodów zaprezentował jedynie swój nadchodzący topowy model, Cayenne Turbo. Możemy założyć, że oczywiście pojawią się także inne warianty napędowe. Będą one obejmować, choć nie tylko, zastosowanie nowego układu napędowego z bezpośrednim chłodzeniem olejem.
Czytając między wierszami, wydaje się, że pojawią się również warianty Cayenne, które będą wyposażone w tylne jednostki napędowe z Macana. Możliwe opcje to napęd o mocy 285 kW z Macan 4, wariant 330 kW z Macan 4S (oba o aktywnej długości 210 milimetrów) lub napęd 430 kW z Macan Turbo z aktywną długością 230 milimetrów na tylnej osi.
Jedną rzeczą, której Cayenne E4 nie będzie miał, jest czysty napęd na tylne koła. Cała seria została zaprojektowana jako napęd na wszystkie koła. Zarówno Macan, jak i Taycan mają wersję podstawową z napędem tylko na jedną oś.
Dzięki mocy napędowej do 800 kW, Cayenne może oczywiście osiągnąć również wysokie wartości zwalniania za pomocą silników elektrycznych. Porsche określa moc rekuperacji dla topowego modelu na poziomie do 600 kW, co jest wartością porównywalną z bolidem Formuły E 99X Electric – i wysoce nietypową w samochodach drogowych. Nawiasem mówiąc, nie jest to wartość teoretyczna; Porsche samo zmierzyło ponad 600 kW podczas jazd testowych.
W codziennym użytkowaniu przez większość klientów, moc rekuperacji będzie znacznie niższa: „Aby osiągnąć 600 kW, trzeba mieć wystarczającą energię kinetyczną” – wyjaśnia ekspert ds. napędu Schreiber. Chodzi o to, że trzeba jechać z minimalną prędkością 230 km/h i następnie zwalniać do zatrzymania, używając wyłącznie energii elektrycznej. W rzeczywistości możliwe byłoby uzyskanie jeszcze większej mocy, ale Porsche ustaliło tutaj limit: mocniejszy silnik elektryczny na tylnej osi miałby jeszcze rezerwy dla rekuperacji. Zrezygnowano z tego, ponieważ przesunęłoby to równowagę hamowania zbyt mocno na tył, co mogłoby prowadzić do niestabilnego prowadzenia.
Jeśli chodzi o samą rekuperację, Porsche pozostaje wierne swojej koncepcji. Nie ma jazdy z użyciem tylko jednego pedału, a klienci mogą wybierać spośród trzech trybów rekuperacji podczas „żeglowania” za pomocą ustawień pojazdu: ustawienie standardowe, które z grubsza odpowiada hamowaniu silnikiem spalinowym, „żeglowanie” z dezaktywowaną rekuperacją oraz tryb automatyczny, w którym pojazd samodzielnie oblicza optymalną rekuperację. Podobnie jak w poprzednich modelach elektrycznych Porsche, mechanizmy zwalniania Cayenne są przede wszystkim elektryczne, gdy kierowca naciska pedał hamulca. Dopiero przy najbardziej wyraźnym zwalnianiu system selektywnie angażuje hamulce tarczowe na każdym kole, aby zwiększyć decelerację.
Bateria
Podczas warsztatów technologicznych w Lipsku wyciekło wiele szczegółów na temat baterii. Kiedy kilku dziennikarzy mogło przejechać się jako pasażerowie podczas jazd testowych, stało się jasne, że w podłodze zainstalowano 113 kWh brutto, z czego 108 kWh jest pojemnością netto. W porównaniu do 95 kWh w Macanie wydaje się oczywiste, że większy Cayenne ma po prostu większą baterię Macana z dodatkowymi modułami w pakiecie. Ale i tym razem nie jest to prawda; bateria w Cayenne jest całkowicie nowa.
Prawie wszystko w tym systemie akumulatorów jest nowe. Ani ogniwa, ani moduły, ani cały pakiet nie zostały przeniesione z Macana do Cayenne, a masywny pakiet baterii nie istnieje już w tej formie w Cayenne. W Cayenne sześć dużych modułów jest zintegrowanych w rodzaju ramy pomocniczej, wyposażonej w osłonę podwozia, a następnie montowanych pod pojazdem. Nie ma już kompleksowego i gęstego pakietu baterii zintegrowanego z nadwoziem jako element nośny.
Porsche określa to mianem podejścia „moduł do samochodu” (module to car). Nadal istnieje jednak jeden element wspólny dla baterii w obu modelach: Zintegrowana Skrzynka Zasilająca (IPB) znajduje się w tylnej części akumulatora, czyli pod tylną kanapą. IPB opracowana dla PPE łączy trzy komponenty
- pokładową ładowarkę AC (która konwertuje prąd przemienny (AC) na prąd stały (DC) podczas ładowania);
- wysokonapięciową nagrzewnicę (do kontroli temperatury akumulatora WN i wnętrza);
- oraz przetwornicę DC/DC (która zasila 12-woltową instalację elektryczną).
Sześć dużych modułów biegnie przez całą szerokość baterii i jest ułożonych jeden za drugim. Ponieważ nie ma już pakietu baterii jako takiego, niemożliwe jest umieszczenie na dole płytki chłodzącej, na której moduły spoczywają, co jest typowe. Zamiast tego, każdy moduł baterii Cayenne ma dwie płytki chłodzące, jedną na górze i jedną na dole – ale o koncepcji chłodzenia więcej za chwilę.
Pomysł polega na tym, że w przypadku usterki lub innego uszkodzenia, rama pomocnicza akumulatora może zostać oddzielona od pojazdu, a uszkodzony moduł można łatwo wymienić. Byłoby to możliwe również w przypadku modułów zainstalowanych w pakiecie, ale byłoby to znacznie bardziej skomplikowane: pokrywa pakietów baterii jest uszczelniona i albo przykręcana, albo klejona, w zależności od modelu.
W celu wymiany modułu lub sprawdzenia okablowania wszystko musiałoby zostać ponownie hermetycznie uszczelnione. W sześciu modułach Cayenne jednostki sterujące również znajdują się na zewnątrz każdego modułu po stronie kierowcy. Jeśli uszkodzona jest tylko jednostka sterująca, płytki obwodu drukowanego można wymienić bez konieczności wyjmowania modułu z ramy.
fot. Porsche
fot. Porsche
fot. Porsche
fot.Porsche
Nowe moduły skrywają również nową funkcję: podczas gdy Taycan i Macan używają ogniw pryzmatycznych (standardowe ogniwo Grupy VW jest również pryzmatyczne), Cayenne używa ogniw typu pouch (w miękkiej obudowie). W każdym module znajdują się 32 takie ogniwa. Każdy moduł zawiera cztery stosy po osiem ogniw. Wszystkie ogniwa są połączone szeregowo, co daje konfigurację zwaną 192s1p. Ogniwo typu pouch jest „idealne” dla koncepcji Porsche dotyczącej „funkcjonalnie zintegrowanej baterii” – mówi Maximilian Müller, który jako kierownik projektu odpowiada za system energetyczny Cayenne. Sześć modułów jest stabilną częścią baterii, która absorbuje energię w przypadku wypadków.
W koncepcjach cell-to-pack same ogniwa są również częścią konstrukcji nośnej, dlatego wymagają solidnej obudowy – tj. ogniw pryzmatycznych lub cylindrycznych. Ponieważ w Porsche obudowy modułów pochłaniają wszystkie siły, ogniwa pouch są wystarczające wewnątrz – dzięki cienkim foliowym torebkom oferują lepsze wykorzystanie przestrzeni niż ogniwa bateryjne ze sztywną obudową.
Na pytanie redakcji electrive, dlaczego Porsche przechodzi teraz na format pouch, Müller odpowiedział, że ta konkretna decyzja zapadła już „przed strategiczną zmianą kierunku w Grupie”. Pryzmatyczne ogniwo standardowe zostało wprowadzone w 2021 roku, więc Porsche prawdopodobnie zdecydowało się na tę koncepcję baterii dla Cayenne już w 2019 lub 2020 roku.
Zmienia się nie tylko format ogniw, ale także ich zawartość. Macan, zaprezentowany w 2024 roku, używa ogniw NMC811 firmy CATL, czyli ze stosunkiem niklu, manganu i kobaltu 8:1:1 w katodzie, oraz z czystą anodą grafitową. W nowym Cayenne nowe są zarówno anoda, jak i katoda: do grafitu w anodzie dodano sześć procent tlenku krzemu, co zwiększa gęstość energii i zdolność ładowania. W przypadku katody Porsche stosuje teraz chemię ogniw NMCA (Nikiel-Mangan-Kobalt-Aluminium), która zawiera również aluminium.
Ma to na celu zwiększenie stabilności elektrycznej i żywotności baterii. Jednocześnie zawartość niklu została zwiększona do 86 procent. Müller powstrzymał się od ujawnienia dokładnego składu. W tym momencie powiedział tylko: „Logika 811 już nie obowiązuje”. Deweloper podkreśla jednak, że aluminium ma najmniejszy udział: musi być znacznie poniżej pięciu procent.
Same ogniwa są zaprojektowane dla prądów rozładowania do 1000 amperów i prądów ładowania do 500 amperów. Ich chemia ogniw daje im siedem procent wyższą gęstość energii niż warianty NMC811. W połączeniu z konstrukcją baterii opartą na podejściu „moduł do samochodu”, zapewnia to, że cała bateria w Cayenne E4 ma o 103 litry mniejszą objętość niż w J1PA, czyli Taycanie po liftingu. Ten ostatni ma baterię 105 kWh, z czego 97 kWh jest użyteczne. Pod względem wymiarów bateria Cayenne jest mniejsza, ale dzięki lepszemu wykorzystaniu tej objętości może pomieścić 113 kWh (108 kWh netto).
Podobnie jak w Macanie, dla Cayenne będzie dostępna tylko ta jedna bateria, bez oznak planowania mniejszej, podstawowej baterii. Porsche ujawni zasięg możliwy do osiągnięcia dzięki 108 kWh użytecznej energii dopiero podczas światowej premiery. Trzeba jednak przyznać, że firma z Zuffenhausen niekoniecznie skupia się na długim zasięgu dla szybkiej jazdy samochodami elektrycznymi. Porsche jest gotowe poświęcić część wydajności i zasięgu na rzecz osiągów. Aby zapewnić, że ich samochody elektryczne nadal mogą odbywać długie podróże tak szybko, jak to możliwe, Porsche zawsze koncentruje się na wysokiej mocy ładowania i krótkich czasach ładowania, co prowadzi nas do kolejnego tematu.
Ładowanie
Porsche już podczas pierwszych jazd prototypowych wspomniało o maksymalnej mocy ładowania wynoszącej 400 kW. Jest to bardzo dobry wynik i wydaje się niemal logiczny, biorąc pod uwagę 270 kW Macana (bez krzemu w anodzie) i 320 kW Taycana po faceliftingu (z krzemem). A ponieważ BMW osiąga szczyt 400 kW w znacznie tańszym iX3, Porsche nie może sobie pozwolić na to, by zostać prześcigniętym pod względem tej wartości, która jest ważna dla zewnętrznej percepcji.
Mimo to, jak wyjaśnia Müller, strategia ładowania Porsche nie polega na osiąganiu zawsze 400 kW na wyświetlaczu stacji ładowania, ale na osiągnięciu możliwie najkrótszego czasu ładowania dla klientów. Według karty danych udostępnionej w Lipsku, Cayenne ma wykonać standardowy proces ładowania od dziesięciu do 80 procent w „poniżej 16 minut”. To stawia Cayenne znacznie przed iX3, który ma nieco mniejszą baterię (108 kWh brutto) i potrzebuje 21 minut, aby naładować się do tego samego poziomu, zużywając przy tym nieco mniej energii.
Jest to zasługa krzywej ładowania Cayenne: już przy pięciu procentach może ono pobierać znacznie ponad 300 kW mocy. Z tego i tak już bardzo przyzwoitego poziomu początkowego, krzywa ładowania powoli rośnie wraz ze wzrostem poziomu naładowania, aż do osiągnięcia maksimum przy nieco poniżej 55 procentach. W tym momencie ogniwa osiągają zakres 50–55 stopni i nie mogą dalej absorbować tak wysokich prądów.
Przy tych wartościach łatwo sobie wyobrazić, że ładowanie od 10 do 55 procent zajmuje tylko kilka minut. Następnie moc ładowania spada do poziomu ponad 250 kW, który jest utrzymywany do 70 procent. Od tego momentu moc spada w sposób ciągły – ale przy 80 procentach naładowania do baterii wciąż płynie ponad 150 kW. A w czasie krótszym niż 16 minut, doładowano ponad 75 kWh – co, czysto matematycznie, daje średnią moc ładowania wynoszącą 281 kW dla całego standardowego okna ładowania! Nawet w 2025 roku wiele samochodów elektrycznych nie jest w stanie osiągnąć tego, nawet na krótko, w szczytowym momencie.
fot.Porsche
Ta krzywa ładowania jest optymalna dla ładowania od dziesięciu do 80 procent, czyli przy bardzo niskim początkowym poziomie naładowania, ale krzywa ładowania nie jest stałym maksimum, które jest zawsze ograniczone do 55 procent. Jeśli proces szybkiego ładowania rozpoczyna się przy wyższym poziomie naładowania, na przykład 30 procent, bateria nie osiągnęła jeszcze swojej górnej granicy temperatury przy poziomie 55 procent. „Wówczas jest możliwe, że 400 kW będzie nadal dostępne przy 60 lub 65 procentach” – wyjaśnia Müller. „Temperatura jest czynnikiem decydującym”. Oczywiście dotyczy to również ogniw, które są zbyt zimne, w takim przypadku moc również musi zostać zredukowana.
Najlepsze możliwe zachowanie podczas ładowania powinno być możliwe przy temperaturze ogniw wynoszącej 15 stopni Celsjusza. Oczywiście Cayenne ma również system kondycjonowania wstępnego baterii, który automatycznie doprowadza baterię do właściwego zakresu temperatury poprzez zaplanowane przystanki przy szybkiej ładowarce w funkcji planowania trasy pojazdu. Ponieważ rozpoczyna się to już przy 15 stopniach Celsjusza, jest to szybsze i wymaga mniej energii, na przykład zimą.
Za tymi możliwościami ładowania i solidnym zachowaniem podczas ładowania stoi nie tylko nowa chemia ogniw, ale także wyrafinowane zarządzanie termiczne. Każdy z sześciu modułów baterii ma dwie płytki chłodzące, przy czym system nie jest sterowany oddzielnie w każdym module, ale centralnie. „Czynnik decydujący dla wydajności to był krok w kierunku rozpraszania ciepła jednocześnie z góry i z dołu za pomocą dwóch płyt chłodzących” – mówi Müller.
Optymalne chłodzenie baterii nie polega tylko na przepływie jak największej ilości płynu chłodzącego przez dwie płytki. Temperatura w modułach musi być możliwie najbardziej jednolita – i tu zaczynają się komplikacje. Ciepło przepływa przez płytki chłodzące Cayenne od strony pasażera w kierunku strony kierowcy. Oznacza to, że płyn chłodzący wpływa po prawej stronie w kierunku jazdy i wypływa po lewej stronie do wymiennika ciepła.
Gdyby kanały chłodzące były całkowicie identyczne, płyn chłodzący po stronie pasażera miałby znacznie większy efekt chłodzenia niż po stronie kierowcy, gdzie płyn chłodzący dociera już podgrzany. Różnica temperatur między płynem chłodzącym a baterią nie byłaby już tak duża jak po stronie pasażera, a efekt chłodzenia byłby odpowiednio niższy, więc bateria miałaby bardzo nierównomierną temperaturę.
fot. Porsche
Dlatego Müller i jego zespół zoptymalizowali płytki chłodzące specjalnie dla swojej baterii: z przodu, po stronie pasażera, kanały chłodzące są proste i równoległe, co zapewnia szybki przepływ. Im bliżej strony kierowcy, tym bardziej rozgałęzione stają się kanały chłodzące, aby wydłużyć czas kontaktu. Im cieplejszy staje się płyn chłodzący, tym więcej czasu potrzebuje na pochłonięcie i rozproszenie tej samej ilości energii cieplnej.
To, co zaczyna się jako proste kanały chłodzące pod siedzeniem pasażera, staje się niemal geometrycznym dziełem sztuki po stronie kierowcy. W ten sposób Porsche osiąga „idealnie jednorodny rozkład temperatury”, jak podkreśla Müller.
Ale pochłonięte ciepło musi gdzieś się podziać. Do chłodzenia płynu chłodzącego z baterii, jednostek napędowych (węże do wymiennika ciepła tylnego silnika elektrycznego biegną centralnie przez baterię do tyłu) i wszystkich innych systemów termicznych na pokładzie, dwa duże wentylatory są zainstalowane w karoserii przed przednimi kołami. „Tutaj przechodzimy z klasycznych wentylatorów ssących na wentylatory ciśnieniowe” – wyjaśnia Müller. Oznacza to, że powietrze nie jest już zasysane do chłodnicy, ale wtłaczane pod ciśnieniem. Ma to być o 15 procent bardziej wydajne.
I pomimo wyższej wydajności, wentylatory ciśnieniowe mogą czasami stać się nieco głośniejsze. Muszą one również przemieszczać znaczne ilości powietrza, aby zapewnić wymaganą w pojeździe zdolność chłodzenia – przynajmniej podczas szybkiego ładowania, a jeszcze bardziej w ciepłych warunkach.
Co nie stanowi problemu na HPC na autostradowym punkcie obsługi podróżnych lub w parku ładowania w strefie przemysłowej, może być uciążliwe gdzie indziej. Na przykład przy szybkich ładowarkach na parkingach supermarketów, które znajdują się blisko budynków mieszkalnych. Wchodzi tutaj tryb „cichego ładowania” (quiet charging).
Redukuje on prędkość wentylatora i sprawia, że samochód jest cichszy podczas szybkiego ładowania. Ponieważ pełna zdolność chłodzenia nie jest wtedy dostępna, moc ładowania musi zostać zredukowana, jeśli bateria stanie się zbyt ciepła. Müller nie chce ujawniać tutaj żadnych konkretnych liczb, ale zapewnia, że moc nie będzie „ekstremalnie ograniczona”. Dopiero testy lub raporty oparte na doświadczeniach klientów pokażą, jak Cayenne zachowuje się w tym trybie „cichego ładowania”.
Innym godnym uwagi aspektem ładowania jest to, że, podobnie jak w Macanie, Porsche zaimplementowało tak zwane „ładowanie bankowe” (bank charging) dla szybkich ładowarek o maksymalnym napięciu 400 woltów. Polega to na wirtualnym podzieleniu 800-woltowej baterii samochodu na dwie 400-woltowe baterie, które mogą być następnie ładowane równolegle (w Macanie oddzielono moduły prawy i lewy, natomiast w Cayenne trzy przednie i trzy tylne moduły tworzą po jednym „banku”). W optymalnych warunkach bateria może być wtedy ładowana od dziesięciu do 80 procent w 26 minut przy 200 kW, co jest bardzo dobrą wartością dla systemu 400-woltowego z 108 kWh netto.
Porsche zaprezentowało w tym roku na targach IAA w Niemczech indukcyjny system ładowania. Ten system ładowania bezprzewodowego zostanie po raz pierwszy zaoferowany dla Cayenne, ale nie będziemy tutaj wchodzić w szczegóły na jego temat, ponieważ opisaliśmy system bardziej szczegółowo w tym artykule. Wystarczy powiedzieć, że dopłata za tę funkcję ma wynosić około 6500 funtów. Ci, którzy chcą naładować baterię przy 11 kW taniej, ale z minimalnym dodatkowym wysiłkiem, mogą to zrobić bez dodatkowych kosztów za pomocą kabla AC. Pokładowa ładowarka o mocy 22 kW ma pojawić się później, ale jest mało prawdopodobne, by była dostępna w momencie premiery.
Zawieszenie
Chociaż podwozie nie jest głównym obszarem zainteresowania redakcji electrive, warto o nim wspomnieć w kontekście Cayenne E4 z kilku powodów. Po pierwsze, Porsche Active Ride jest pierwszym aktywnym podwoziem w SUV-ie, które wykracza daleko poza funkcjonalny zakres konwencjonalnego zawieszenia pneumatycznego. Po drugie, Porsche od samego początku rozwija podwozia w połączeniu z układami napędowymi. „Nie ma już wyraźnego rozróżnienia między podwoziem a układem napędowym w pracach rozwojowych” – mówi Timo Henn, który wraz z Vivien Schreiber zaprezentował w Lipsku „system jezdny” (driving system) – czyli połączenie układu napędowego i podwozia.
Cayenne jest standardowo wyposażony w konwencjonalne zawieszenie pneumatyczne, ze znanymi funkcjami, takimi jak różne wysokości prześwitu dla trybu sportowego i terenowego oraz zróżnicowane stopnie tłumienia. Porsche Active Ride uzupełnia zawieszenie pneumatyczne o aktywnie sterowalne elementy, które można przestawiać w bardzo krótkim czasie. System oblicza optymalne ustawienia co milisekundę. Może minąć do 34 milisekund, zanim impuls zostanie zaimplementowany i zbudowane zostanie ciśnienie. Wciąż pozwala to na ekstremalnie szybkie działania i wysoki poziom komfortu.
Siłowniki pracują tak szybko – i „przygotowują” jednostkę sprężynowo-tłumiącą na każdym kole na daną nierówność, tj. podejmują aktywne środki – że Porsche nie musi używać kamer do monitorowania drogi w celu wykrywania dziur, jak robią to niektórzy konkurenci. Gdy tylko Cayenne wykryje, że koło wjeżdża w dziurę, zostaje to obliczone, a odpowiednie zawieszenie aktywnie, że tak powiem, wpycha koło w nierówność. Nierówność jest absorbowana, struktura pojazdu pozostaje całkowicie stabilna – a w najlepszym wypadku pasażerowie nic nie odczuwają.
Po raz pierwszy w Cayenne pojawił się również tryb jazdy „Comfort”, aby w pełni wykorzystać te aktywne funkcje zawieszenia. Utrzymuje on karoserię stabilną w jak największej liczbie sytuacji drogowych; samochód nie „nurkuje” z przodu podczas hamowania lub na nierównych nawierzchniach i nie przechyla się na boki podczas pokonywania zakrętów – co miałoby miejsce w trybie „Normal”.
W trybie Comfort ruchy te są nawet nadkompensowane, co oznacza, że samochód nie pochyla się naturalnie na zewnątrz w szybkim zakręcie, ale wręcz lekko przechyla się do środka zakrętu. Ma to na celu uczynienie Cayenne jeszcze bardziej komfortowym dla pasażerów. Tę nadkompensację można również dezaktywować na życzenie, oddzielnie dla nurkowania i przechyłów bocznych.
fot.Porsche
fot.Porsche
fot. Porsche
Ale Porsche nie byłoby Porsche, gdyby nagle chodziło tylko o komfort, który jest ważny, ale nie jedyny. W znanych trybach jazdy „Sport” i „Sport Plus” system Active Ride może być również wykorzystywany do utrzymania pojazdu w jak największej stabilności, na przykład podczas hamowania lub przyspieszania. Start w trybie launch control, który kierowcy rozwojowi Porsche zademonstrowali swoim pasażerom na torze testowym w Lipsku, był imponujący pod względem samego przyspieszenia, ale samochód nie odchyla się do tyłu w takim stopniu, jak można by oczekiwać, gdy SUV ważący ponad 2,5 tony jest katapultowany do 100 km/h w czasie poniżej trzech sekund.
Dzięki ogromnej prędkości sterowania, aktywne zawieszenie może być również wykorzystane do celowego zwiększenia trakcji w określonych sytuacjach podczas sportowej jazdy. Zawieszenie działa wówczas w taki sposób, że samochód jest aktywnie dociskany do podłoża podczas pokonywania zakrętów i/lub hamowania. Rezultatem są prędkości pokonywania zakrętów, których nawet osoby z dużym doświadczeniem w branży motoryzacyjnej nie uważałyby za możliwe w SUV-ie. Sposób, w jaki system jezdny, oprogramowanie, sprzęt i opony współpracują w tym miejscu, jest z pewnością imponujący.
Chociaż może to nie być tak ważne dla wielu klientów Porsche, Cayenne ma również tryb off-road, który korzysta z nowego podwozia. Dzięki aktywnym elementom, Cayenne nie potrzebuje klasycznych stabilizatorów. Znacznie zwiększa to maksymalny wykrzyż osi, wykraczając poza poziom obecnego Cayenne z silnikiem spalinowym. A ponieważ siły napędowe mogą być korygowane w ciągu pięciu milisekund, nie zauważasz nawet, kiedy koło traci przyczepność lub wisi w powietrzu na torze terenowym w Lipsku w Cayenne E4. Cayenne redystrybuuje siłę napędową i po prostu toczy się dalej stabilnie.
Funkcje Cyfrowe
Czasy, w których technicznie wybitny układ napędowy wystarczał do osiągnięcia sukcesu sprzedażowego samochodu, dawno minęły. Taycan również wygląda imponująco na papierze i pokonał konkurencję w wielu testach. Jednak wyniki sprzedaży są nadal poniżej oczekiwań. Dzieje się tak, ponieważ popyt znacznie się przesunął – choć w różnym stopniu na całym świecie – a inne funkcje stały się ważne lub, w niektórych przypadkach, nawet ważniejsze, takie jak łączność i oferta cyfrowa.
Nie jest to nasz obszar ekspertyzy w electrive, ale jest to część Cayenne E4 i będzie również ważne dla reszty gamy modelowej firmy z Zuffenhausen. „To, co jest wprowadzane w Cayenne, trafi do wszystkich modeli i na wszystkie rynki w nadchodzących miesiącach” – ogłasza Ivo van Hulten, Dyrektor ds. Projektowania Doświadczeń Kierowcy. Chociaż systemy Cayenne opierają się na tym, co Porsche wprowadziło wraz z Macanem – takim jak Android Automotive OS jako system operacyjny i architektura z pięcioma centralnymi komputerami – pod pewnymi względami idą one dalej.
Szczególnie godny uwagi jest nowy „Flow Display”, który van Hulten opisuje jako największy wyświetlacz, jaki kiedykolwiek widziano w Porsche. Obszar ekranu ma być o 50 procent większy niż w obecnym Cayenne E3. „Flow Display” to nowy ekran centralny, centralny ekran dotykowy do infotainment. W Taycanie Porsche zintegrowało drugi, pochylony ekran dotykowy u dołu konsoli środkowej, na przykład do sterowania klimatyzacją. W Cayenne ten drugi ekran dotykowy wirtualnie łączy się z centralnym wyświetlaczem: Flow Display, z zakrzywionym szkłem, rozciąga się od deski rozdzielczej do konsoli środkowej.
fot.Porsche
fot.Porsche
Producenci samochodów z Zuffenhausen są dumni z „równowagi między światem analogowym a cyfrowym” (cytat van Hultena). Nie wszystko jest obsługiwane za pomocą nowego ekranu dotykowego z zakrzywionym szkłem: na dole nadal znajduje się kilka elementów dotykowych do regulacji głośności i klimatyzacji. Porsche koncepcyjnie dzieli również Flow Display na dwa obszary: „scenę” (stage) – część górną oraz „terminal” (terminal) – zakrzywioną część dolną. Ta ostatnia jest skierowana w stronę kierowcy, co ułatwia obsługę bez konieczności naciągania się. Nowy wspornik, służący jako podparcie dłoni (zastępujący niejako starą dźwignię zmiany biegów), ma jeszcze bardziej ułatwić obsługę.
„Scena” służy do obsługi nawigacji, muzyki i tak dalej, jak poprzednio, ale są też widoki, w których wyświetlacz rozciąga się poza zakrzywienie, zajmując cały ekran. Najczęściej używanym wariantem będzie prawdopodobnie ten, w którym oba obszary są wizualnie oddzielone, gdy „terminal” na dole jest używany właśnie w tym celu. Umożliwiają to nowe widżety, które można obsługiwać jak elementy szybkiego wybierania.
Przykłady obejmują wyszukiwanie odpowiedniej opcji ładowania za pomocą jednego kliknięcia, dostęp do kalendarza lub – mój ulubiony po wstępnych doświadczeniach – „ustawienia osobiste”. Można je wywołać jednym kliknięciem i potwierdzić drugim kliknięciem – zgodnie z wymogami przepisów UE.
W tych ustawieniach osobistych można określić, z których funkcji i systemów wspomagających chciałbyś korzystać, z których część musi być aktywowana przy każdym uruchomieniu pojazdu. Tak więc, na przykład, jeśli chcesz wyłączyć ostrzeżenie o ograniczeniu prędkości i system ostrzegania o opuszczeniu pasa ruchu, ale wolisz korzystać z asystenta hamowania awaryjnego i ostrzegania o uwadze kierowcy, możesz zapisać to ustawienie i aktywować je wspomnianymi dwoma kliknięciami przed wyruszeniem w drogę – zamiast musieć wyłączać niepożądane systemy wspomagające pojedynczo w ich podmenu.
W przypadku długich podróży lub przerw na ładowanie, Porsche nie tylko rozszerza gamę aplikacji dostępnych w Macanie za pośrednictwem App Store, takich jak usługi streamingowe, w tym Spotify, Amazon Music i inne, czy aplikacje informacyjne. Porsche wkracza również w sektor gier i nawiązało współpracę z AirConsole.
Umożliwi to granie w gry za pośrednictwem systemu pojazdu za pomocą ekranu dotykowego, podłączonego smartfona lub nawet kontrolera Bluetooth. A żeby nie przeszkadzać kierowcy, dźwięk może być wyprowadzany przez bezprzewodowe słuchawki. Porsche posuwa się również dalej w zakresie projektowania systemu. Ci, którzy nie lubią typowej dla Porsche czarno-szarej kolorystyki ekranów, mogą teraz wybierać spośród pięciu motywów, takich jak subtelna zieleń lub jasny neonowy róż.
Nowa architektura wyświetlaczy, która może być również uzupełniona dodatkowym ekranem dla pasażera z przodu, ma naturalnie również wpływ na projekt wnętrza. „Kokpit Porsche zawsze będzie zorientowany na kierowcę, a instrumenty będą umieszczone w najwyższym punkcie deski rozdzielczej” – mówi projektant wnętrz Markus Auerbach. „Ważne było dla nas, aby zintegrować wyświetlacz z deską rozdzielczą, a nie tylko umieścić go na wierzchu”.
W rezultacie nie ma już miejsca, w którym w Porsche zazwyczaj znajdują się wyloty powietrza – a mianowicie między ekranem dotykowym infotainment a panelem klimatyzacji – ponieważ „terminal” nowego Flow Display wystaje w ten obszar. Oznaczało to, że wyloty powietrza musiały zostać przeniesione i są teraz po raz pierwszy umieszczone nad wyświetlaczem w desce rozdzielczej. Według Auerbacha, dyskretne ich ukrycie nie wchodziło w grę. „Klienci z gorących krajów mają inne preferencje niż my, Europejczycy Środkowi. Dla nas musi być jak najbardziej bezwietrznie” – mówi projektant. „W innych krajach jednak niezwykle ważne jest, aby móc poczuć, jak zimne powietrze wieje bezpośrednio na ciebie”.
Najpierw układy napędowe, potem bateria i zachowanie podczas ładowania – to wszystko nie wystarczy, jeśli oprogramowanie nie spełnia wymagań klienta. Albo jeśli nawet przyziemny wylot wentylacji nie jest prawidłowo ustawiony. Nawet po światowej premierze pod koniec roku nadal nie będzie można z całą pewnością stwierdzić, czy i jak elektryczny Cayenne przekona do siebie klientów. To stanie się jasne dopiero w 2026 roku, kiedy pierwsze pojazdy zjadą z linii produkcyjnej w Bratysławie i trafią w ręce klientów.”
Komentarz:
Jak widać powyżej- wyścig na innowacje i technologie jest już w pełnym biegu. Nawet możliwa zmiana i przesunięcie a nawet likwidacja zakazu 2035 roku nic już nie zmieni. Firmy i korporacje rynku automotive zainwestowały miliardy euro w projektowanie, budowanie i wdrażanie nowych technologii. To tylko wstęp do następnych zmian i odkryć w elektromobilności. Trzeba się przyzwyczaić do jednego faktu- tak jak mechanika silnika spalinowego zakończyła swoją ewolucję i już dalej się nie posunie- natomiast elektromechanika w pojazdach elektrycznych będzie się zmieniać z dnia na dzień.
Jedyne co można napisać to- nie przyzwyczajaj się do wiedzy z dzisiaj bo jutro przyniesie nowe rozwiązanie.
Bibliografia:
electrive.com. (2025, 30 września). Deep Dive: How Porsche further developed PPE for the Cayenne. Pobrane z: https://www.electrive.com/2025/09/30/deep-dive-how-porsche-further-developed-ppe-for-the-cayenne/ [Data dostępu: 9 października 2025].