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Porsche - Rendimiento con sistema

Rendimiento con sistema

El Cayenne S E-Hybrid es el retoño más joven de una familia equipada con innovadoras tracciones híbridas que Porsche está desarrollando con brío.

Podría hacerlo: agarrarse con los neumáticos al asfalto y saludar cada curva con un bramido de alegría. Pero cada cosa a su tiempo: lo primero es llevar a los niños al colegio. En silencio y con energía eléctrica, así comienza cada desplazamiento. Tiene buenos modales y sabe esperar antes de ir al grano.

El nuevo Porsche Cayenne ya está aquí, fornido como una roca bañada por el paso del tiempo. En el fondo todo es como siempre, pero un poco más perfecto. No obstante, este Cayenne es distinto. Realmente no es un coche, son dos. La flexibilidad del Cayenne S E-Hybrid es el resultado de su tracción híbrida enchufable. Este automóvil combina un motor eléctrico con uno de combustión interna y su batería se puede cargar en una toma de enchufe o en una columna de carga. Con la batería llena, el Cayenne S E-Hybrid puede recorrer hasta 36 kilómetros usando sólo electricidad. Esta distancia es suficiente para muchos desplazamientos cotidianos en los que, además, la potencia eléctrica permite alcanzar hasta 125 km/h. Si el estado de carga de la batería desciende por debajo de un valor definido o el conductor requiere una potencia mayor, se activa el motor de combustión interna.

Vista completa de la tecnología de tracción del Cayenne S.

El motor eléctrico trabaja junto con el de combustión interna en un espacio mínimo. El primero, con 70 kW (95 CV), está entre el motor V6 y la caja de cambios automática de ocho marchas Tiptronic S. Tanta cercanía da lugar a un comportamiento simbiótico: el motor eléctrico asiste al de combustión interna en casi todas las situaciones. Cuando se trata de lograr la máxima aceleración, ambas unidades se suman para alcanzar una potencia conjunta de 306 kW (416 CV). Para una marcha tranquila y, en principio, también para revoluciones altas, el motor de combustión interna trabaja algo más de lo que normalmente debería y, de ese modo, carga a través del motor eléctrico la batería. Al mismo tiempo, el motor de combustión interna funciona en un rango de revoluciones y de carga que reduce el consumo. De esta cooperación entre ambas unidades, el conductor solamente nota el impulso hacia delante, pero no su origen. «Para nosotros era un objetivo importante que el conductor no notase la transición entre los distintos modos de funcionamiento», explica Jörg Kerner, director del Departamento de Desarrollo de Motores de Porsche. Efectivamente la única manera de saber con seguridad cuándo se activa el motor de combustión interna es mirar el cuentarrevoluciones.

Conducir con motor de combustión y motor eléctrico: en el modo híbrido el motor de combustión interna (arriba, en naranja) trabaja algo más de lo que debería y de ese modo carga a través del motor eléctrico la batería (abajo, en azul)
Conducción con motor eléctrico: en el modo E-Power, la corriente fluye desde la batería hasta el motor eléctrico que impulsa, él solo, las cuatro ruedas. La autonomía es de entre 18 y 36 kilómetros
Conducción a toda potencia: en el modo Sport, los dos sistemas de tracción suministran la máxima potencia y en conjunto inyectan 306 kW (416 CV) al asfalto

A la entrada de la población, dejamos a la izquierda la gasolinera. Conforme al procedimiento de medición prescrito (NCCE), el consumo de combustible es de unos 3,4 litros cada 100 kilómetros. En el día a día, a menudo es menos si el vehículo se carga regularmente, ya que, para trayectos cortos, basta con el motor eléctrico. Luego la batería se puede cargar con energía limpia en el garaje de casa mediante el cargador universal de Porsche. Este aparato se puede guardar de forma práctica en el maletero y hace que, también al circular, la batería se cargue de manera fiable y segura.

Un automóvil que tuviera el rendimiento de un deportivo y emitiera menos CO2 que un utilitario sin tracción eléctrica: esa fue la idea que, en 2009, se le ocurrió a un puñado de ingenieros en el Centro de Desarrollo de Weissach. «Un vehículo puramente eléctrico era algo que no podíamos plantearnos», afirma el ingeniero Uwe Michael, director del Departamento de Desarrollo Eléctrico y Electrónico y uno de los iniciadores del proyecto. «Queríamos una solución que fuera práctica». Ya se había desarrollado una tracción híbrida convencional que permitía un ahorro perceptible en el consumo. Sin embargo, su eficacia estaba limitada por el hecho de que la batería solamente se cargaba durante la marcha gracias a la conversión de la energía de frenado y a través del motor de combustión interna (desplazamiento del punto de carga). Para marcar nuevos récords de bajo consumo en el uso cotidiano, era necesario que la tracción eléctrica recorriera mayores distancias y alcanzara más velocidad. Dicho de otro modo: la batería debía poderse cargar externamente y ofrecer más capacidad de almacenamiento, y el motor eléctrico debía suministrar mayor potencia. La solución: el nivel de tensión se elevó de 288 a 382 voltios y la batería de hidruro metálico-níquel se cambió por una de ión litio. A ello se sumó un cargador capaz de convertir la corriente alterna de la red en corriente continua compatible con la batería.

En mayo de 2010 llegó el momento esperado: el primer Porsche híbrido enchufable, un Panamera reformado por la escuela-taller, repostó electricidad en una columna de carga propia instalada en Weissach. Y en otoño de ese mismo año se tomó la decisión: ¡este sistema de tracción debía producirse en serie! En verano de 2013 salió el Panamera S E-Hybrid. Luego vino el Cayenne S E-Hybrid, que básicamente adoptó la cadena cinemática del sedán deportivo. El Cayenne recibió una batería con mayor densidad de energía para compensar el peso adicional. La nueva generación de baterías puede, con el mismo peso, almacenar alrededor de un 15% más de energía.

Poco antes del acceso a la autopista, el Cayenne se coloca en modo híbrido. La batería pronto se agotará, pero lo importante es una llegada que impresione a los socios. En caso de emergencia, aún se puede recurrir al modo E-Charge y recargar la batería durante la conducción.

Para cambiar de personalidad, basta con pulsar un botón. Los ingenieros han concebido cuatro programas de marcha. El arranque es siempre puramente eléctrico y se realiza en modo E-Power. Cuando la batería está (casi) vacía, el automóvil pasa al modo híbrido y el motor de combustión interna asume el protagonismo. A velocidades inferiores a 154 km/h, el motor se para y se desacopla en cuanto el conductor quita el pie del acelerador. Esta conducción «de planeo» sin pérdidas por arrastre es una manera adicional de ahorrar combustible. En modo Sport, el motor de combustión interna gira constantemente y la batería dispone siempre de energía suficiente para volver a esprintar con la máxima potencia del sistema. En modo E-Charge, se puede cargar la batería en cualquier momento sin conectarla a ninguna red: por ejemplo en autopista, para luego circular con energía eléctrica por la ciudad.

Conducción sin ninguna tracción: si, por debajo de los 154 km/h, el conductor quita el pie del acelerador, se activa el modo de conducción «de planeo»: el motor de combustión interna se desacopla y el Cayenne rueda sin pérdidas por arrastre

«La estrategia de funcionamiento fue algo que discutimos extensamente», explica Jörg Kerner, encargado del desarrollo del motor. Sin duda, se podrían haber creado más programas de marcha. El 918 Spyder, por ejemplo, tiene además un modo de carrera y un modo «hot lap» en el que, durante un corto espacio de tiempo, la batería de alta potencia alcanza los límites de su capacidad. «Pero este automóvil tiene otra personalidad», afirma Kerner. Y la tracción del 918 Spyder también es físicamente distinta: tiene dos motores eléctricos. Uno funciona entre el motor V8 y la caja de cambios en el eje trasero, el otro aporta 95 kW (129 CV) adicionales en el eje delantero. Cuando se demanda el máximo par motor de 1.280 newtonmetros, la tracción en ambos ejes resulta muy ventajosa para la dinámica de conducción.

Tanto en el 918 Spyder como en el Cayenne, el encargado de coordinar todos los componentes de tracción es el «Hybrid Manager», un cerebro electrónico que es parte fija de la unidad de control del motor. Pero a bordo todavía hay mucha más inteligencia, por ejemplo el dispositivo de gestión que vigila el sistema de la batería. Este dispositivo se encarga de que el consumo y el suministro de potencia se produzcan de modo que la capacidad de la batería se aproveche al máximo sin acortar su vida útil. Esto es especialmente importante cuando la batería se carga con altas corrientes, como ocurre en el Cayenne S E-Hybrid. Como opción, el vehículo se puede equipar con un cargador a bordo de 7,2 kW de potencia que no necesita ni hora y media para cargar una batería agotada.

Con nuestro destino a la vista, el indicador multifuncional comunica que la batería vuelve a estar llena. Cambiamos al modo E-Power. Casi en silencio, el Cayenne sube deslizándose por la rampa de acceso.

Texto Johannes Winterhagen


Cayenne S E-Hybrid

Motor: motor en V de seis cilindros turboalimentado
Cilindrada: 2.995 cm3
Potencia: 245 kW (333 CV)
Par máximo: 440 Nm a 3.000–5.250 rpm
Potencia motor eléctrico: 70 kW (95 CV)
Par máximo motor eléctrico: 310 Nm a entre 0 y 1.700 rpm
Potencia combinada: 306 kW (416 CV)
Par máximo combinado: 590 Nm a 1.250–4.000 rpm
0–100 km/h: 5,9 s
Velocidad máxima: 243 km/h
Emisiones de CO2 (combinado): 79 g/km
Consumo de combustible (combinado): 3,4 l/100 km
Consumo de energía eléctrica (combinado): 20,8 kWh/100 km
Clase de eficiencia: A+


Híbridos: los pioneros de Porsche

Hitos en la evolución de los vehículos con motor de combustión interna y motor eléctrico

1900

Con el «Semper Vivus» (siempre vivo) el ingeniero Ferdinand Porsche presenta el primer automóvil capaz de funcionar con tracción híbrida. Ya por aquel entonces, Ferdinand Porsche elige la combinación de un motor electrónico y uno de combustión interna para ampliar la limitada autonomía de una tracción puramente eléctrica. Sin embargo, el principio constructivo de este híbrido serial es básicamente distinto al de hoy en día: los motores eléctricos están situados en las ruedas del eje delantero y la corriente es generada por dos motores monocilindro que actúan sobre un generador pero no sirven directamente para propulsar el vehículo. Poco después aparece el Porsche Lohner «Mixte», el primer vehículo híbrido de serie del mundo, también con tracción total.

2010

Con la segunda generación del Cayenne, Porsche ofrece por primera vez un modelo provisto de tracción híbrida. En él, como en el actual Cayenne S E-Hybrid, el motor eléctrico está situado entre el motor de combustión interna y la caja de cambios. Sin embargo, su potencia máxima (34 kW) es claramente menor y sólo permite conducir con tracción puramente eléctrica hasta una velocidad de 60 km/h. Además, la batería de hidruro metálico-níquel utilizada en ese entonces acumula mucha menos energía eléctrica. Aun así, el consumo de combustible del Cayenne S Hybrid es de sólo 8,2 l/100 km.

2012

Un año antes de que empiece la producción en serie del 918 Spyder, un prototipo de este súperdeportivo híbrido recorre la vuelta más rápida hasta la fecha en el circuito de Nürburgring. Pero al año siguiente Marc Lieb rebaja en 17 segundos esta marca y da una vuelta en 6:57 minutos, esta vez con el 918 Spyder de serie. El concepto de tracción está diseñado para proporcionar deportividad: el motor deportivo V8 de altas revoluciones actúa sobre el eje trasero junto con un motor eléctrico. En el eje delantero funciona otro motor eléctrico. Esta forma de tracción total permite alcanzar de manera segura un par motor de hasta 1.280 Nm.

2013

Con el Panamera S E-Hybrid, Porsche ofrece el primer modelo con tracción híbrida enchufable. A pesar de su rendimiento deportivo, el consumo según el NCCE es de sólo 3,1 l cada 100 km, con diferencia el valor más bajo logrado por un vehículo de serie Porsche. En la prensa especializada se le llama incluso «el Panamera ecológico». Este bajo consumo es resultado de una autonomía eléctrica relativamente alta de 36 kilómetros, garantizada por una moderna batería de ión litio recargable en una toma de enchufe. También hay dispositivos de carga especiales de serie (los llamados «wall box») para instalar en el garaje propio.