Com o lançamento do Cayenne Electric, a Porsche não só irá introduzir mais uma série de modelos totalmente elétricos no mercado, como também irá trans- ferir uma parte da tecnologia do desporto motorizado para a produção em série. As várias inovações baseiam-se diretamente nos desenvolvimentos adquiridos na Fórmula E, onde a Porsche é a atual campeã mundial tanto por equipas como por fabricantes. Com o Cayenne Electric, o construtor de automóveis desporti- vos demonstra que o seu caminho para uma mobilidade mais sustentável não começa no quadro de desenho, mas sim na pista de corridas.
Estugarda. O novo Cayenne Electric beneficia muito da experiência do construtor de automóveis desportivos na Fórmula E. Uma parte da tecnologia do SUV totalmente elétrico tem origem no Porsche 99X Electric e estabelece padrões em termos de eficiência e performance. Entre outras coisas, os dois veículos utilizam um sistema de refrigeração direto a óleo do motor elétrico e têm uma capacidade de recuperação de até 600 kW.
“A Fórmula E é o nosso laboratório de desenvolvimento para a mobilidade elétrica do futuro. É neste palco que obtemos informações valiosas para os nossos automóveis
desportivos de estrada”, afirma o Dr. Michael Steiner, Member of the Board of Management for Research and Development. “O novo Cayenne Electric mostra a rapidez com que a transferência de tecnologia ocorre na Porsche e a relevância do nosso compromisso com o campeonato de corridas de elétricos para a produção em série”.
“Na Fórmula E, a eficiência é a diferença entre a vitória e a derrota. Este princípio também caracteriza o Cayenne Electric”, continua Florian Modlinger, Director Factory Motorsport Formula E and team principal of the factory Porsche Formula E team. “A eficiência não é apenas o foco em termos dos próprios veículos; os métodos de trabalho ágeis comprovados nas corridas também podem ajudar a encurtar os tempos de desenvolvimento e acelerar a transferência da tecnologia.”
Os responsáveis do desporto motorizado e os responsáveis pelo desenvolvimento das gamas de estrada estão reunidos em Weissach. Isto promove a troca de conhecimento entre os projetos. O que é testado na pista inspira o que acontece na produção em série – e vice-versa: o veículo de corrida também aprende, por vezes, com o automóvel de estrada. O carregamento é provavelmente a área mais marcante para a transferência de tecnologia; as entradas de carregamento do monolugar 99X e as dos automóveis desportivos elétricos da Porsche são completamente iguais. A tecnologia CCS (Combined Charging System) subjacente não é apenas o padrão em estrada, mas também na Fórmula E.
Refrigeração direta para uma máxima eficiência e design compacto
Um excelente exemplo de transferência de tecnologia do desporto motorizado para a produção em série é o sistema de refrigeração direta a óleo. Desta forma, todos os componentes condutores de corrente da motorização elétrica são refrigerados diretamente por um líquido especialmente desenvolvido, o que melhora significativamente a eficiência e a performance de forma contínua e sustentada. A Porsche utiliza esta tecnologia inovadora na Fórmula E desde o início do projeto – com um grau de integração cada vez maior. A partir de 2023, o veículo de teste GT4 e-Performance também testou a refrigeração direta a óleo na pista de corrida. Agora, o sistema está a entrar na produção em série ao ser utilizado no motor traseiro do Cayenne Electric.
Enquanto nos motores elétricos convencionais o líquido refrigerante flui através de uma capa externa, na refrigeração direta o líquido refrigerante flui diretamente ao longo dos condutores de cobre através das ranhuras. Isto permite que o calor seja dissipado diretamente onde é gerado. Para atingir os mesmos valores de eficiência e de performance, um motor refrigerado por uma capa de água teria de ser cerca de 1,5 vezes maior. Graças à refrigeração direta, foi possível escolher um design para o Cayenne que permite uma eficiência de até 98%. A variante de competição no 99X atinge um valor ainda mais elevado.
Potência de recuperação extremamente elevada, até 600 kW
A recuperação aumenta significativamente a eficiência de ambos os veículos. A energia recuperada durante a travagem alimenta a bateria e pode ser usada novamente para a propulsão. Uma maior recuperação permite, assim, um maior alcance e, em última análise, baterias menores – a chave para uma melhor performance, tanto nos automóveis desportivos, como de corrida. Na Fórmula E, a quantidade de energia disponível é deliberadamente limitada: o 99X Electric pode iniciar uma corrida com um máximo de 38,5 kWh de energia utilizável na bateria. Se recuperar mais energia durante a travagem do que os seus concorrentes, terá mais energia disponível para chegar à linha de meta.
“O desafio da recuperação é altamente complexo”, afirma Modlinger. “Ao travar, queremos recuperar o máximo de energia possível, reduzindo a velocidade o mais rapidamente possível. Mediante a pressão aplicada no travão, também acionamos os travões das rodas dianteiras. O equilíbrio do veículo deve corresponder às preferências do condutor – desta forma, contribui para a sua confiança no veículo e, consequentemente, para a performance. Na estrada, é também uma questão de segurança na condução. Para reunir tudo isto, são ativadas várias funções de software durante a travagem – uma área enorme para a potencial transferência de conhecimento.”
É possível atingir até 600 kW de potência de recuperação no Cayenne, dependendo da velocidade, da temperatura e do estado de carga da bateria. Isto significa que o SUV atinge o mesmo valor máximo que o 99X Electric. No Cayenne, a recuperação de alta performance também permanece ativa durante uma condução dinâmica. Em situações de condução de dia a dia, cerca de 97% de todas as manobras de travagem são puramente elétricas, sem a necessidade de assistência dos travões de disco mecânicos. Mediante a condução, a recuperação pode continuar até o veículo parar completamente. Só quando a desaceleração excede o limite da recuperação é que os travões mecânicos nos eixos dianteiro e traseiro intervêm de forma impercetível para o condutor – uma interação perfeita entre a eficiência e o conforto de condução, inspirada no desporto motorizado.
Carregamento rápido e processos robustos
Desde a última temporada, a Fórmula E introduziu paragens nas boxes para a realização de carregamentos rápidos, conhecidos como Pit Boosts. Um carregamento de 30 segundos com uma capacidade de 600 kW fornece à bateria do 99X Electric um aumento de energia de 10%. O Cayenne Electric também foi projetado para paragens rápidas. Demora menos de 16 minutos para carregar a bateria de 10% a 80%.
Não é apenas nas corridas que as coisas aquecem. As temperaturas também variam muito durante a condução diária. A filosofia da Porsche é que uma alta performance de carregamento deve ser alcançada mesmo em condições adversas numa ampla faixa de carga da bateria. A potência de carregamento em CC do Cayenne chega a 400 kW. O carregamento rápido é possível a partir de uma temperatura da bateria de 15 graus Celsius. Até aos 55%, a potência de carregamento é superior a 350 kW – ou seja, os processos de carregamento rápido são muito robustos. Em 10 minutos de carregamento num posto de carregamento adequado, é possível aumentar mais de 300 km de autonomia.
A Fórmula E também é um laboratório de testes e uma montra para o carregamento rápido: “Os pilotos levam os veículos ao limite – às vezes em cidades muito quentes, como Jacarta. Quando entramos nos boxes para carregar, as temperaturas do sistema costumam estar muito altas”, diz Modlinger. “Ao mesmo tempo, queremos manter os requisitos de refrigeração do veículo de corrida o mais baixo possível, porque a refrigeração consome energia e, dependendo do hardware, aumenta o peso. Assim, durante as Pit Boost, demonstramos um fornecimento de energia com enorme potência de carregamento em condições extremas”.
Na Fórmula E, a Porsche investe o seu orçamento disponível principalmente nos componentes dos veículos que também são relevantes para o uso em estrada. De acordo com os regulamentos, esses componentes estão localizados sob a carroçaria. Modlinger: “Os nossos desafios técnicos não são visíveis do exterior. Mas são consideráveis e, em muitas áreas, são semelhantes aos que enfrentamos nos nossos automóveis desportivos elétricos de estrada”.
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