Porsche Riposte: Diante dos anúncios revolucionários de fabricantes chineses de baterias de carros elétricos que são recarregados em pouco mais de 5 minutos, o fabricante alemão (parcialmente) abriu as portas de seu centro de pesquisa e desenvolvimento, em Weissach, para se gabar de suas tecnologias.
“” Quem quer viajar para longe sua montaria“Disse o provérbio. Não é a filosofia da Porsche que, talvez até mais do que outros fabricantes, trabalha para maximizar o desempenho, a autonomia e a longevidade de suas baterias e carros elétricos. La Taycan, o primeiro carro elétrico da Porsche, encantou o papel do medidor padrão no mercado em 2019 em 2019.
Nos campos de carros e baterias, o design pode, no entanto, ser ainda mais do que em outros lugares uma questão de compromisso: configurar um cursor é difícil de diminuir o outro. Autonomia, poder de recarga, longevidade, segurança, massa … A Porsche nos convidou para Weissach, em seu centro de pesquisa e desenvolvimento de 12 hectares, onde protótipos de futuros Caiena e 718 Electric, para nos explicar como os 7.500 funcionários são o desafio.
Autonomia vs tempo de viagem
Poderíamos oferecer autonomia muito alta a um carro elétrico usando uma bateria de capacidade muito grande. Mas seria hoje à custa de uma bateria muito pesada e muito grande, portanto, recarrega muito longa, e especialmente em detrimento do desempenho dinâmico. Motores poderosos certamente garantem acelerações fortes, mas não cancelam a gravidade e a inércia!
Como outros fabricantes, a Porsche, portanto, nos explica que eles não estão simplesmente buscando autonomia, mas acima de tudo um tempo de viagem. A autonomia é apenas um critério, entre outros com longevidade, a pegada de carbono (mais ou menos proporcional ao tamanho da bateria e do carro) e, é claro, o desempenho dinâmico e crucial da Porsche.
O fabricante diz que determinou “a capacidade certa” para sua Taycan. Se 95 % das viagens diárias produzem dados abaixo de 200 km, reconhece que 100 % dos clientes desejam reduzir a duração de longas viagens. Ele estabelece que a autonomia do WLTP esperada pelos clientes no segmento de esportes atingirá um conjunto de cerca de 800 km até o final da década. Enquanto isso, ele estuda a parcela de clientes que passariam para a elétrica de acordo com a autonomia. Por exemplo: 85 % se a autonomia foi de 550 km.
Para um veículo elétrico no segmento, a Porsche concluiu que uma capacidade de 100 a 110 kWh ofereceria o melhor compromisso entre capacidade e massa, portanto, entretanto, as viagens e a dinâmica de direção. Nesse caso, a bateria de 105 kWh confere à tayca uma autonomia WLTP de cerca de 600 km.
Baterias: no fio
Mas ainda há uma grande margem de progressão na tecnologia de baterias de carros, portanto a indústria está constantemente pressionando -a em seus entrincheiramentos. É uma questão de encontrar um equilíbrio entre densidade de energia, poder de carregamento, poder de descarga, longevidade, segurança …
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Quando você descarrega ou recarrega uma bateria de íons de lítio, os elétrons são transitados entre dois eletrodos fora da bateria, para fornecer os motores de um carro, por exemplo, que transitam íons entre os dois eletrodos, dentro, através de um eletrólito e um separador.
Essa reação química complexa dupla leva a degradações físicas em escala microscópica. Ao dilatar e contrair, as rachaduras do material e um filme de SEI (interface eletrolítica sólida) se formam na superfície das partículas, que gradualmente se tornam ineficazes, o que gradualmente leva a uma perda de capacidade e um aumento na resistência.
Envelhecimento mestre
O envelhecimento das células é inevitável, mas o desafio é desacelerar e dominá -lo. Os designers têm várias alavancas para isso.
Primeiro de tudo, a arquitetura de 800 volts é, da qual a Porsche foi um pioneiro mundial do Taycan lançado em 2019. Ao dobrar a tensão usada até então para as baterias, a intensidade da corrente com igual poder é dividida por dois, reduzindo as restrições. A principal desvantagem dessa tecnologia para o cliente é o custo, que ainda a reserva hoje no alto.
É também o 800 V que aumenta o poder de carregamento, portanto, para reduzir a duração de uma recarga. Com 400 A (Ampères) na vanguarda, 320 kW (800 V x 400 A), a segunda geração do Taycan passa de 10 a 80 % em 18 min (e mesmo em 7 a 77 % em 16 minutos nas melhores condições, de acordo com nossos próprios testes, incluindo 45 kBh em 10 minutos).
Como muitas outras tecnologias recentes (microprocessadores em particular), as baterias também são confrontadas com fortes restrições térmicas. Nesse nível, o desafio é tornar o desempenho máximo das células, não apenas dentro dos limites de razoável para o seu envelhecimento, mas também sem causar fuga térmica, portanto incêndio!
Os desenvolvimentos do novo Taycan testemunham as alavancas em cada escala de uma bateria. Para começar, os engenheiros otimizaram a grafite que constitui os ânodos das células, para as quais os íons transitam durante as descargas, para reduzir sua resistência. No nível superior, a Porsche agora esfria diretamente as abas que conectam as células que constituem os módulos de várias células. A placa de resfriamento, que cobre toda a superfície da bateria, também foi otimizada, de 6 a 10 kW.
Por último, mas não menos importante, o fabricante melhorou os sensores (temperatura, corrente etc.) e o software BMS (sistema de gerenciamento de bateria), de modo que regula todas as correntes para o equilíbrio entre o desempenho ideal e o envelhecimento dominado. Em outras palavras, a bateria não é mais a mesma no novo Taycan desde 2024.
Essas múltiplas otimizações permitiram que a bateria da Taycan aumentasse sua capacidade bruta de 93,4 para 105 kWh (+ 12%), enquanto reduz (muito ligeiramente) sua massa de 634 a 625 kg (- 1,4%), um aumento da densidade de energia de 148,7 a 168,3 wh/kg (+ 13%). A corrente máxima aumentou de 860 para 1000 A (+28%). Combinados com novos motores mais poderosos e mais eficientes, a autonomia do WLTP da Taycan passou de 503 para 678 km (+ 35%), o poder dos Taycan Turbo S de 560 a 700 kW (+ 25%). E a temperatura mínima para aproveitar ao máximo a recarga rápida aumentou de 25 para 15 ° C.
Concorrência chinesa
O Porsche Taycan se tornou o medidor padrão do mercado quando foi lançado em 2019, como escrevemos na introdução, mas a competição preenche a lacuna. Em particular, a concorrência chinesa, que prepara as baterias para as taxas de recarga maiores ou iguais a 10 ° C (com poderes de carregamento de pico maiores ou iguais a 10 vezes a capacidade da bateria). Com 320 kW por 105 kWh, o Porsche Taycan está satisfeito com 3c.
Questionado pelo Frandroid, a Porsche considera as taxas de recarga de 10C não muito relevantes, especialmente porque geralmente se baseiam na química do LFP, menos densa e menos eficiente que a química do NMC que ele prefere. O fato é que o Zeekr 001, Xiaomi SU7 Ultra e Li Auto Mega vá de 10 a 80 % em menos de 10 minutos com a química do NMC.
Para continuar a reduzir a duração das recargas, o fabricante nos diz para focar em toda a curva de carregamento, em vez de em uma breve dica, bem como na eficiência dos motores, na resistência ao ar e ao rolamento.
A Porsche, por outro lado, estuda outras tecnologias do futuro: por um lado, as baterias sólidas, que geram novos desafios, mas a solução muito mais e, por outro lado, o resfriamento direto (resfriamento direto), com o qual o líquido está em contato com as células.
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300.000 km e 15 anos de vida
Todos esses desenvolvimentos não valem nada sem longevidade. Mas a Porsche promete estilos de vida com mais de 300.000 km e 15 anos … o mesmo que para seus carros térmicos! Antes de colocar seu marketing, as baterias e os carros elétricos da Porsche estão passando por muitos testes, incluindo testes de colisão, que em breve serão objeto de um segundo artigo.
