Macan eléctrico: Las perspectivas de Porsche para el PPE

Se planificó de forma muy diferente. Siguiendo los planes iniciales, ya habríamos publicado informes de conducción detallados sobre el Porsche Macan y otros vehículos eléctricos del PPE. Si se hubiera cumplido el calendario original, el Macan y modelos de Audi como el Q6 e-tron y el clásico coche de empresa A6 e-tron ya estarían en el mercado o poco antes de su estreno. Con los distintos retrasos, sigue sin haber un modelo de producción final a finales de 2023. Tras el nuevo retraso de Audi, Porsche se adelantará al Q6 e-tron con el estreno mundial del Macan. Aún no se sabe públicamente cuál de los dos SUV se entregará realmente primero a los clientes.

En vísperas del estreno mundial, la empresa con sede en Zuffenhausen organizó un taller tecnológico en Leipzig, donde se fabricará el próximo Macan eléctrico junto al modelo existente con motor de combustión. Los ingenieros ofrecieron un adelanto de la tecnología de su primer modelo PPE y, por tanto, también de la propia plataforma. Todo ello con mucha antelación: Porsche se ha esforzado en hablar sobre todo del Macan y en bromear con el nuevo modelo, y no tanto en subrayar las diferencias con los modelos de Audi.

La unidad

Empecemos directamente por la propulsión: Porsche confía sin excepción en motores eléctricos síncronos de excitación permanente (PSM), y tampoco se utiliza ninguna máquina asíncrona o síncrona excitada por corriente en el eje delantero. Las ventajas y los inconvenientes se sopesaron cuidadosamente, como explica el desarrollador de la transmisión, Antoon Janssen. Aunque los imanes permanentes en el rotor suponen unos costes más elevados, las ventajas de la alta densidad energética (que permite un diseño más compacto), la alta eficiencia (para un alto rendimiento continuo) y el buen comportamiento térmico (rendimiento y vida útil constantes) acabaron pesando más que las desventajas para Porsche.

El Taycan también se basó en el principio PSM, con características como los bobinados en forma de horquilla en el estator que hicieron su debut entonces. Estas varillas de cobre en forma de horquilla, en lugar de bobinas de hilo de cobre enrollado, aumentan el nivel de llenado de cobre en el estator y, por tanto, la densidad de energía. Sin embargo, en el Macan-PSM se han mejorado numerosos puntos. Se ha optimizado la llamada disposición en doble V de los imanes dentro de los rotores, así como la refrigeración por camisa de agua para conseguir la máxima densidad de potencia.

Como resultado, el primer modelo PPE de Porsche cuenta con tres unidades motrices para las dos variantes iniciales. El modelo básico utiliza un motor con un diámetro de 210 milímetros y una "longitud activa" de 100 milímetros en el eje delantero - la propia carcasa es más larga que estos diez centímetros. En el eje trasero también se utiliza un motor con un diámetro de 210 milímetros, pero la longitud activa es de 200 milímetros. La variante más potente del Macan utiliza el mismo propulsor delantero, pero se instala una unidad más potente en el eje trasero. Este PSM tiene un diámetro de 230 milímetros y una longitud activa de 210 milímetros.

Porsche no tiene intención de publicar la potencia final ni la designación del modelo hasta el estreno mundial. Hasta entonces, se queda con la información ya conocida de que la potencia del sistema será de "unos 450 kW" y el par máximo de "más de 1.000 Nm". Por supuesto, esto se aplica al modelo superior, que con sus 612 CV probablemente merezca el sufijo "Turbo", que también utiliza Porsche en el mundo eléctrico. Dado que los motores del modelo básico no difieren demasiado del modelo superior, esta variante podría debutar como Macan 4S, según la lógica de Porsche.

Independientemente del PSM instalado, el flujo de potencia a las ruedas se realiza en el eje delantero y trasero a través de una caja de cambios de entrada de dos etapas. En lugar de una rueda dentada grande, la transmisión se realiza allí con dos engranajes más pequeños, de ahí el diseño de dos etapas. Esto permite "un diseño especialmente compacto". Sin embargo, hay una diferencia en el motor trasero del modelo superior: aquí, el motor está instalado en el llamado "carro trasero de rendimiento", no sobre, sino detrás del eje. Este posicionamiento no sólo garantiza una mejor distribución del peso de 48:52, sino que también crea espacio para el bloqueo transversal controlado activamente en el diferencial - más sobre esto en la sección del chasis.

Mientras que el Taycan aún tenía la opción de utilizar únicamente el PSM delantero en el llamado modo "Range" en determinados rangos de velocidad por razones de eficiencia (y era, por tanto, un Porsche con tracción delantera), esto ya no está previsto en el Macan: el modo "Range" completo ha sido cancelado. Aunque Porsche afirma que el par motor puede distribuirse de forma totalmente variable entre los ejes delantero y trasero, ahora se favorece el motor eléctrico trasero a bajas cargas. El trasfondo es sencillo: el inversor (o inversor de impulsos, como lo denomina Porsche) del eje trasero funciona con semiconductores de carburo de silicio y, por tanto, es significativamente más eficiente. En el eje delantero se sigue utilizando silicio. En otras palabras: en condiciones de conducción moderadas, el Macan eléctrico es de tracción trasera. En este caso, el eje delantero funciona de forma pasiva y puede volver a proporcionar par motriz inmediatamente si es necesario.

El PSM delantero se utiliza probablemente menos en la conducción diaria, pero sobre todo para la recuperación. En el Macan se pueden recuperar hasta unos 240 kW, dependiendo de la fuerza con la que el conductor pise el pedal del freno y en función de la temperatura y el estado de carga de la batería (SoC), entre otros factores. Esto corresponde a una deceleración de unos 4,3 m/s. Por cierto, los ingenieros han prescindido de la conducción a un solo pedal para el comportamiento de conducción típico de un Porsche: en función de los deseos del conductor, el Macan navega o la llamada "recuperación de empuje" decelera a unos 0,6 m/s cuando el conductor suelta el pedal del acelerador, lo que corresponde aproximadamente a la deceleración del freno motor en un motor de combustión. Sólo cuando el conductor pisa el pedal del freno se produce una mayor recuperación. Si se requiere una mayor deceleración, el freno de disco hidráulico se aplica de forma imperceptible para el conductor.

Por cierto, el PPE no está vinculado al PSM de Porsche. La empresa de Zuffenhausen construye los motores eléctricos del Macan en Stuttgart, mientras que Audi fabrica sus motores eléctricos en su propia planta de motores de Györ (Hungría). Por lo tanto, la plataforma es lo suficientemente flexible como para dar cabida a diferentes motores, una característica también interesante de cara al futuro.

La batería

Aunque existen dos variantes de propulsión, no hay variantes de batería (por el momento). Todos los modelos Macan incorporan una batería de iones de litio instalada en los bajos con una capacidad bruta de unos 100 kWh; el valor exacto no se conocerá hasta el estreno mundial. El sistema de baterías será ensamblado por Dräxlmaier por encargo de Porsche (como en el Taycan); el proveedor ha construido su propia planta en Leipzig para este fin. Allí se instalan 15 celdas prismáticas NCM811 en cada módulo y, a continuación, se integran doce módulos en la carcasa, con una placa de refrigeración y un protector inferior de material compuesto de fibra de vidrio para proteger la batería de daños mecánicos desde abajo. El peso total de la batería es de 570 kilogramos.

Porsche obtiene las propias células de CATL, pero no de China, sino de la primera planta europea de la empresa china, cerca de Erfurt. Las celdas utilizan níquel, manganeso y cobalto en el cátodo en una proporción de 8:1:1, lo que no sólo supone alrededor de un 60% menos de cobalto, sino también una densidad energética un 30% mayor, según Porsche. Probablemente también se ha mejorado la capacidad de reparación de la batería. Incluso cuando se les preguntó explícitamente, los desarrolladores de Porsche no quisieron hacer declaraciones sobre el ánodo. En el Taycan, se añadió una cierta cantidad de silicio al grafito. Por lo tanto, no se ha confirmado si este es también el caso en el Macan o si el silicio se omitió por razones de coste.

Los "garajes para los pies" conocidos del Taycan (se han omitido los módulos de la batería delante de la banqueta del asiento trasero para permitir un ángulo de arrodillamiento más cómodo para los pasajeros) no existen en el Macan, sin embargo, de todas formas hay una posición de asiento diferente en el SUV. Aunque los módulos se instalan planos en el alojamiento de la batería, ésta no es completamente plana: en el extremo posterior, bajo la banqueta del asiento trasero, se instala el sistema de gestión de la batería sobre la cubierta de la misma. El sistema, que Porsche denomina BMCe, no sólo supervisa las tensiones de las celdas y todo el flujo de corriente en el sistema de alto voltaje, sino que también distribuye la energía eléctrica a los motores eléctricos y a los consumidores auxiliares de alto voltaje y permite la carga en corriente continua a 800 y 400 voltios. Los sistemas de seguridad de la batería, como los fusibles y un elemento aislante pirotécnico, también se encuentran allí. En caso de sobretensión, cortocircuito o accidente, la batería de alta tensión puede desconectarse eléctricamente del resto del vehículo en una fracción de segundo.

Otra novedad es que la batería se protege a sí misma contra las temperaturas excesivas cuando el vehículo está aparcado. Si el vehículo está aparcado con un nivel de carga alto en un entorno caluroso y las celdas se calientan hasta alcanzar entre 35 y 45 grados debido a la luz solar y permanecen así durante muchas horas, se activa el acondicionamiento de la batería. Entonces, las células no sólo se enfrían de forma activa, sino que el consumo de energía también reduce el nivel de carga, lo que reduce aún más el estrés de las células. Si el nivel de carga es inferior al 50%, la tensión en las células se mantiene dentro de unos límites razonables incluso a altas temperaturas, por lo que el acondicionamiento no se activa - lo que significa que todavía tiene suficiente energía para llegar a la siguiente estación de carga.

El sistema de carga

En lo que respecta a la batería, sigamos con la carga en corriente continua: Esto es posible en el Macan con hasta 270 kW, y la batería puede cargarse del 10 al 80 por ciento en menos de 22 minutos. En comparación con el Taycan de hace cuatro años, esto no parece una gran mejora al principio: Porsche había especificado 22,5 minutos del 5 al 80%. Sin embargo, la batería del Macan también es ligeramente mayor.

Sería interesante saber si en el Macan se sigue utilizando silicio en el ánodo. Si Porsche ha conseguido los 270 kW con una curva de carga presumiblemente más plana sin silicio, sería una mejora nada desdeñable, sobre todo en términos de costes. Después de todo, es probable que se construyan muchos más vehículos del superventas de Porsche, el Macan, que de el pionero eléctrico Taycan.

Ya se sabe que la batería del Macan admite la "carga en banco". Esto implica dividir la batería en dos bloques utilizando interruptores de alto voltaje si la estación de carga sólo ofrece 400 voltios. Las dos baterías de 400 voltios en lugar de una de 800 voltios pueden cargarse en paralelo con hasta 150 kW.

Todo ello se controla en la unidad BCMe situada bajo los asientos traseros. Debido a esta posición de instalación, Porsche y Audi han decidido situar de nuevo los puertos de carga por encima del eje trasero, y ya no entre la puerta delantera y el eje delantero como en sus primeros modelos Taycan y e-tron quattro. La conexión de CC está situada en el lado izquierdo del vehículo, con una conexión de CA pura a la derecha. Gracias a una nueva unidad de control (Smart Actuator Charger Interface Device, SACID), el Plug&Charge es posible en ambas tomas de carga.

Además del BCMe, también se instala la llamada Caja de Potencia Integrada (IPB), que combina el cargador de a bordo de CA, el calentador de alto voltaje y el convertidor CC/CC en una sola carcasa. Esta solución pendiente de patente no sólo es más compacta, sino que con sus 19 kilogramos es también tres kilogramos más ligera que los componentes convencionales. Como el cargador de a bordo ya no está situado bajo el capó delantero, el maletero también podría ser más grande. Según Porsche, el cargador de a bordo tendrá una potencia de once kW "en el lanzamiento al mercado del Macan", una formulación que deja margen de mejora.

El calentador de alto voltaje del IPB tiene una potencia de seis kilovatios y se utiliza para calentar la batería. Esto permite preacondicionar la batería para que las celdas estén siempre en el rango de temperatura óptimo para la conducción y la carga rápida: entre 20 y 25 grados. Por encima de 30 grados y por debajo de 20, el tiempo de carga aumenta notablemente.

El sistema se activa como de costumbre a través del Porsche Charging Planner, la planificación de rutas de recarga en el sistema de navegación integrado. Aquí se han perfeccionado los filtros de búsqueda para que los clientes no sólo puedan buscar (o excluir específicamente) operadores de carga para la planificación de rutas, sino también en función de la capacidad de carga.

El software

El planificador de carga es la transición al software. A primera vista, los controles de la pantalla táctil (o de las pantallas táctiles con la pantalla opcional para el acompañante) resultan familiares, pero la tecnología de fondo es completamente diferente. La nueva generación de PCM utiliza Android Automotive OS como sistema operativo. Importante: se trata del sistema operativo y del ecosistema de software, pero no de los servicios de Google. Porsche ha programado su propia solución con este sistema operativo para mantener su propia interfaz de usuario y navegación por menús.

Para el sistema de navegación con el planificador de rutas de carga, esto significa que la experiencia del usuario debería mejorar significativamente gracias a las actualizaciones mensuales de los mapas y al cálculo de rutas de carga en línea. La aplicación de navegación puede planificar la ruta con paradas de carga "en cuestión de segundos", según Porsche, "independientemente de si es a Berlín o a Barcelona". También se tendrán en cuenta las preferencias de los clientes en cuanto a tipos de estaciones de recarga y proveedores. Esperamos con impaciencia las primeras pruebas de la versión final del software en el vehículo - porque si el vehículo se queda atascado en una zona muerta o una estación de carga prevista está fuera de servicio después de todo, un Porsche caro todavía debería tener una respuesta para sus usuarios.

Otra ventaja del cambio a Android Auto: Porsche dispone ahora de su propio App Centre, que los clientes pueden utilizar para instalar aplicaciones de terceros proveedores; la gama aumentará constantemente. Los servicios de música Spotify, Amazon Music y TuneIn Radio, las plataformas de streaming YouTube y DAZN, el sistema de conferencias 'Cisco WebEx' y la app para el hogar inteligente 'Home Assistant' están disponibles de entrada en los mercados europeos. En otras palabras, en el futuro podrá utilizar sus listas de reproducción de Spotify en el entorno Porsche y no tendrá que recurrir a Apple CarPlay ni a Android Auto. Hablando de CarPlay y Android Auto: si utiliza uno de estos sistemas para la navegación, en el futuro también se podrá visualizar el mapa de Apple o Google Maps en el cuadro de instrumentos; antes esto solo era posible con el sistema de navegación propio de Porsche.

El nuevo sistema operativo también ha permitido implementar un mejor asistente de voz. Éste no sólo debería responder con mayor rapidez, sino también comprender seis idiomas adicionales, lo que hace un total de 23. Gracias a dos micrófonos, el asistente también puede determinar si el conductor o el acompañante han dicho "Hey Porsche" para activar el sistema - el sistema muestra a quién está escuchando en la pantalla central y a través de una "luz de comunicación".

Se trata de la iluminación ambiental estándar de la zona delantera, compuesta por 56 LED. Esta colorida y animada franja luminosa visualiza diversos estados del vehículo, como el proceso de carga, y saluda a los pasajeros con un espectáculo cuando suben. El Launch Control o el cambio de los modos de conducción también pueden destacarse aquí, y los sistemas de asistencia también tienen acceso a ella: el asistente de cambio de carril puede advertir de la presencia de un vehículo o una bicicleta en el ángulo muerto, por ejemplo.

Por primera vez en Porsche, también está disponible opcionalmente un head-up display con tecnología de realidad aumentada. La imagen del head-up display aparece a una distancia de diez metros y corresponde al tamaño de una pantalla de 87 pulgadas. Según Porsche, este head-up display es "uno de los más grandes que ofrece actualmente la competencia". Las pantallas especiales, que también utilizan los datos ambientales y la posición del vehículo, están diseñadas para que el conductor capte las instrucciones y la información de forma más rápida y sencilla.

El chasis

Volvamos al hardware por un momento, pero a una parte que no está directamente relacionada con la electromovilidad. Porsche también ha introducido algunos cambios en el chasis para su debut en el PPE, y no sólo con la "zaga de altas prestaciones" del modelo superior. Básicamente, la suspensión se ha diseñado para ofrecer un rango más amplio entre el confort cotidiano y el comportamiento de un deportivo.

La suspensión utiliza muelles de acero de fábrica, pero también puede mejorarse con el sistema de control electrónico de la amortiguación PASM (Porsche Active Suspension Management). La suspensión neumática opcional siempre está equipada con PASM. La novedad del PASM son los amortiguadores con tecnología de dos válvulas. Gracias a un mapa de amortiguadores más amplio, la diferencia entre confort y prestaciones es más pronunciada, y las etapas de rebote y compresión pueden controlarse por separado. En comparación con la tecnología de una sola válvula, el potencial de fuerza en el rango de compresión es significativamente mayor, lo que garantiza un excelente apoyo en cabeceo y balanceo, así como un menor movimiento del vehículo.

El nuevo empaquetado del eje trasero también permite instalar por primera vez la dirección del eje trasero. Al maniobrar, las ruedas traseras giran hasta cinco grados en direcciones opuestas, lo que facilita el manejo del Macan: el radio de giro es entonces de 11,1 metros. El Macan también se dirige de forma más dinámica en las curvas. A velocidades superiores a unos 80 km/h, las ruedas traseras giran en la misma dirección que el eje delantero. El resultado: una prolongación virtual de la distancia entre ejes y, por tanto, una estabilidad de marcha aún mayor. La dirección del eje trasero también va acompañada de una relación de dirección un 15% más directa en el eje delantero.

¿Cómo se siente? Rápido. Porsche ofreció paseos en taxi por la propia pista de pruebas de la fábrica y por el circuito todoterreno como parte del taller de tecnología, pero los ingenieros de desarrollo al volante circulaban por un circuito a un nivel que poco tenía que ver con el tráfico normal por carretera. Las capacidades todoterreno del Macan en pendientes ascendentes y descendentes tampoco suelen ser necesarias en la práctica. Sin embargo, en los tramos bacheados del circuito todoterreno, se pudo comprobar que la suspensión neumática del coche de preproducción absorbía todos los baches sorprendentemente bien.

La fábrica

El Macan eléctrico, al igual que la primera generación (que permanecerá en la gama durante un tiempo), se construye en Leipzig. La empresa ha invertido alrededor de 600 millones de euros en la que es ya la quinta ampliación del emplazamiento, que produjo los primeros Cayenne en 2002. La producción completa sólo se ha llevado a cabo en Leipzig desde 2013 con el primer Macan; las carrocerías para el Cayenne y la primera generación Panamera (desde 2009) se siguieron suministrando.

El ensamblaje final del antiguo y del nuevo Macan y de la segunda generación del Panamera se realiza en una sola línea: hasta 550 vehículos al día. Los procesos sólo difieren al principio de la línea: Donde los motores de combustión realizan un pequeño bucle adicional para montar los sistemas de propulsión y escape, un robot se encarga del montaje de la pesada batería en el Macan eléctrico. Sin embargo, el resto de los pasos por la nave de montaje son los mismos.

Por cierto, la sexta fase de ampliación de Leipzig para el futuro eléctrico ya está en construcción: las excavadoras y la maquinaria de construcción ya ruedan por la antigua zona verde situada al sur de la planta actual. Aquí es donde se está construyendo la línea de montaje del modelo eléctrico, conocido internamente como J1.

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