¿Porsche Taycan Turbo S El mejor Eléctrico? Sistemas Electricos
Porsche Taycan Turbo S
El fabricante Alemán en el año 2019 presento en Frankfurt un coche donde el fabricante le aposto a el primer eléctrico de la marca lo que hizo que se posicionaran en lo alto de las listas junto las otras grandes compañías ya sean Audi, Volkswagen, e incluso al fabricante más grande del mundo de los eléctricos, asi es a Tesla, dándole asi una dura competencia a los grandes eléctricos al estilo Porsche, este es un vehículo tipo coupé de 4 puertas super aerodinámico donde los ingenieros tomaron los detalles característicos de Porsche como las luces led frontales de 4 puntos, los pronunciados arcos de rueda delanteros, la caída agresiva del capo y por supuesto la luz led de stop que se pronuncia por todo el maletero del vehículo.
El vehículo pesa 2,3 Ton y mide de ancho 1,96m de largo 4,96m y de alto 1,38m la distancia entre ejes es de 2,900mm y la marca lo hizo muy estable con todos sus sistemas, al tener 2 motores eléctricos que llegan a los 700 kW con el launch control su aceleración de 0-100 es de 2,5 seg y tiene una velocidad máxima de 260 Km/h lo cual los alcanza en tan solo 10 segundos esto lo hace competir directamente con el Mercedes Benz amg GT, el BMW M8 Competition y además contra el Tesla Model S, además presenta una autonomía de 388-412 km en el modo range (el modo más ahorrativo), consumiendo asi 25,7 – 24,5 kWh/10 km.
Cuando se trata de cagarlo el vehículo cuenta con 2 puertos de carga uno del lado del copiloto y del lado del piloto que se abren de manera eléctrica con sensor táctil, que simplemente se abre con poner el dedo, tenemos en el lado del piloto un terminal J1772 para conectar el carro a corriente alterna y cargarlo a una velocidad mediana.
Es decir, para conectarlo en la casa, con este tipo de carga lo cargamos aproximadamente en 9 hr. Mientras del lado del copiloto tenemos la misma terminal, pero con una extensión CCS, para una carga rápida, donde se conecta a corriente directa. Donde se puede inyectar corriente a una velocidad de 560 KW (761 CV) de potencia lo que permite cargarlo de 0 a 80% en aproximadamente 20 minutos, pero no estan disponibles en todos los lugares, porque estos super cargadores los distribuye el fabricante por todo el mundo.
Su precio es de 264,200 USD Aproximadamente 1’028,829,146 COP (pesos).
Sistemas Porsche Taycan Turbo S
Dentro de los sistema del Taycan estan los siguientes:
Carrocería Porsche Taycan:
La carrocería del Taycan es una carrocería de alta tecnología, con un nuevo diseño que aloja el sistema de propulsión, es de tipo multimaterial, es decir; en la carrocería tenemos varios materiales, es decir; Aluminios de distintos tipos con acero de distintos tipos. El coche esta hecho un 60% de acero estampado en frio y caliente y un 40 % de aluminio, En total el carro sin puertas, ni capo, ni maletero pesan 175 kg. (ver imagen).
Tenemos en gris lo que son las pieles que serían el exterior estan hechos de aluminio estampado que estan para aligerar.
Despues estan las piezas de rosa que estan hechas en fundición de aluminio bastante rígido también para aligerar, pero en estas se apoya lo que vienen siendo el chasis o el Drivetrain y también transmite todas las fuerzas de movimiento al coche.
Seguimos con las piezas de amarillo que estan hechas de un acero estampado en caliente, de ultra alta resistencia, para cuando estemos en un caso de choque, los pasajeros no sufran aplastamiento por el coche, estos tienen una carga estructural más guiada a la seguridad del conductor y pasajeros.
A continuación, tenemos las piezas en azul que estas son las piezas generales que no tienen una carga estructural tan grande y completan el carro en acero estampado en frio.
Gracias al tipo multimaterial el fabricante lo que hace es reducir sus costos de fabricación y hacer el coche aún más ligero para compensar con las pesadas baterías del vehículo.
Debajo del coche está el cofre de la batería, que es de acero y pesa 150 kg, estan incorporados de tal manera que, en caso de accidentes, proporcionan una seguridad activa y una protección contra el alto voltaje, es importante para el coche porque además de ser estructural aporta rigidez al coche y también va atornillado a la carrocería del Taycan por 28 pernos y duplica la rigidez.
Chasis Porsche Taycan o Drivetrain:
Bien si hablamos del apartado del chasis el chasis está compuesto por varias partes:
Baterías Porsche:
Tenemos en el piso del carro 198 celdas de baterías fabricadas por Porsche y LG Chem y tiene una tensión de 730 V y puede llegar a los 800 V. La carcasa está construida tipo sándwich compuesta por una cubierta superior y una estructura de soporte inferior. Entre estos elementos hay un bastidor tubular de múltiples secciones que aloja la batería. Los elementos de refrigeración estan unidos con adhesivo a la estructura inferior el alojamiento es protegido por una placa de acero.
Cada uno de los módulos tiene una centralita electrónica interna para supervisar la tensión y la temperatura y estan conectadas a os demás a través de barras conductoras. Esta tiene un espacio en los reposapiés donde le dan una mayor comodidad a los asientos traseros y permiten conseguir una altura rebajada típica en los Porsche.
Sistema de Refrigeración Porsche:
La batería está integrada con el sistema de refrigeración del vehículo, que consta de un sistema de conductos y una bomba con capacidad de enfriar o calentar. Gracias a ello puede operar siempre un rango de temperatura ideal.
Control Térmico Porsche:
El carro cuenta con un sistema inteligente de gestión térmica y altamente eficiente para la refrigeración y el calentamiento de los componentes de alta tensión del vehículo. De este modo se previenen perdidas de potencia debida a una generación de calor excesiva, aportando siempre la capacidad de refrigeración precisa para cada componente en cada momento, otra ventaja es que permite llegar al punto de carga con la temperatura óptima para hacerlo de manera eficaz y rápida.
En materia de hardware está formado por un entramado de conductos, un radiador (situado en la parte delantera a la izquierda según el sentido de la marcha), tres bombas y seis válvulas para el líquido refrigerante, dos ventiladores y diez sensores de temperatura. A esto se suman los componentes de climatización, entre los que figuran un condensador (el que está en la parte delantera, a la derecha según el sentido de la marcha), un evaporador y un intercambiador de calor (iCond).
La cantidad de potencia disponible en la batería de alta tensión y su capacidad para poder cargarse rápidamente dependen, fundamentalmente, del nivel de carga del vehículo
también de la temperatura de los componentes. Esto hace que haya distintos objetivos de temperatura para la batería dependiendo del estado inicial y el estado final deseado, los modos de conducción también influyen en este apartado. El modo “Range” da prevalencia a la prevalencia a la eficiencia, por ello la batería y red operan con el mínimo consumo de energía, lo que permite reducir el régimen de las bombas de líquido refrigerante. Por otro lado, en los modos “sport” y “sport plus” el sistema funciona a pleno rendimiento, permitiendo un mayor flujo de líquido refrigerante, adecuándose asi a la demanda de los motores eléctricos y los inversores.
Para regular la temperatura de las baterías utiliza un sistema de refrigeración líquida que depende del modo de manejo y temperaturas externas entre otros. La capacidad total de las baterías es de 93,4 kWh también incluye tres modos de recuperación de energía los
cuales son:
Desactivado. El carro circula por inercia al levantar el pie del acelerador.
Automático. Racionaliza la energía recuperada.
Activado. Los motores retienen al máximo la energía y su recuperación es alta.
Suspensión Porsche Taycan:
También incorpora una suspensión de alta tecnología de paralelogramo de doble horquilla deformable delante de aluminio forjado y multibrazo con barras superiores de aluminio forjado e inferiores huecas de fundición de aluminio en la parte de atrás, es de tipo neumático y tenemos barras estabilizadoras activas adelante y atrás.
Sistema Porsche Dynamic Chasis Control (PDCC):
El sistema activo de estabilización del balanceo (PDCC) utiliza barras estabilizadoras electromecánicas. Cuando es necesario, el sistema reacciona en solo 200 milisegundos para endurecer las barras y evitar que la carrocería balancee. Esto hace que el PDCC sea más de un 30% más rápido que los sistemas similares que utilizan actuadores hidráulicos. Otra ventaja es el menor consumo de energía de este sistema, algo particularmente importante para un vehículo eléctrico y que permite optimizar la autonomía.
Sistema de Control de Chasis 4D Porsche:
El Taycan incluye un sistema de control centralizado y conectado en red. Este sistema calcula el estado del vehículo en cada momento y analiza tres cosas: La aceleración longitudinal, lateral y vertical. Las comparte con todos los sistemas de chasis en tiempo real, lo que añade una cuarta dimensión al control. Como resultado, los sistemas proporcionan una respuesta completa a las condiciones de marcha en cada momento.
Sistema Porsche Active Suspension Management (PASM):
Este es el sistema que controla electrónicamente los amortiguadores. El sistema adapta a las condiciones de la superficie de la carretera y al estilo de conducción en cada momento, para ajustar en consecuencia y de forma continua la amortiguación individualmente en cada rueda los conductores ajustan los distintos modos de conducción del carro.
Los sensores registran los movimientos de la carrocería que se generan en una fuerte aceleración, en frenada, en curva con gran aceleración transversal o al circular sobre superficie desigual. El PASM envía estos datos al control de chasis 4D de Porsche.
El Taycan está equipado con amortiguadores mono tubo en lugar de los convencionales bitubo. No solo son más ligeros, sino que también ofrecen una mejor respuesta y un mayor equilibro entre comodidad y deportividad.
Suspension Neumática adaptativa:
La suspensión de tres cámaras del Taycan proporcionan un amplio margen de dureza. Esto permite un ajuste básico y suave y, por lo tanto, un gran confort. Tan pronto como sea necesario la dureza del resorte se modifica electrónicamente en una fracción de segundo, por ejemplo, al acelerar o al frenar. Los movimientos de la carrocería se reducen mediante el control de volumen del aire.
Hay tres niveles de altura disponibles dependiendo de los modos de conducción.
En el punto más alto, la carrocería sube 20 mm para evitar dañar el spoiler delantero, por ejemplo, al encarar la rampa de un aparcamiento. Se puede seleccionar este nivel hasta una velocidad de 30 km/h. A partir de 90 km/h, el Taycan baja 10 mm con relación al nivel normal. Y cuando alcanza 180 km/h, la carrocería baja automáticamente 22 mm respecto a su posición habitual para mejorar la estabilidad y la aerodinámica a velocidad alta. En los modos Range y Sport Plus. Siempre está en esa posición más baja.
Sistema Porsche Torque Vectoring Plus (PTV Plus):
El sistema lo que hace es realizar una distribución variable del par entre ruedas. Por un lado, puede generar un par de guiñada adicional en el eje trasero al frenar la rueda interior de la curva. Esto asegura que la respuesta de la dirección del vehículo sea más ágil. Por otro lado, mejora la tracción al limitar el deslizamiento al acelerar en las curvas.
Sistema de Dirección del Eje Trasero:
La dirección del eje trasero aumenta más el confort, la seguridad y mejora la dinámica de conducción. Con ella el vehículo reacciona rápidamente y la precisión en la trazada es aún más impresionante.
Hasta unos 50 km/h, la dirección gira en sentido opuesto a la delantera. El ángulo de la dirección trasera depende de la velocidad, y como máximo, alcanza 2,8 grados. Este acortamiento virtual de la distancia de ejes da como resultado una respuesta de dirección más dinámica. Al mismo tiempo, las maniobras son más fáciles, ya que el diámetro de giro se reduce unos 60 centímetros, hasta 11,2 metros. Además, junto con la dirección del eje trasero, el Taycan tiene incorporada la dirección Power Steering Plus, que hace más que suave a velocidades bajas.
Cuando la velocidad supera unos 50 km/h, la dirección trasera gira en el mismo sentido que la delantera, de nuevo en función de la velocidad. Por tanto, la batalla se alarga virtualmente, lo que incrementa la estabilidad, ejemplo, al cambiar de carril en autopista.
Sistema de Frenado del Porsche Taycan:
El Taycan Turbo s está equipado de serie con los frenos de alto rendimiento, Porsche Ceramic Composite Brake (PCCB). En el cual los discos miden 420 milímetros y 410 milímetros de diámetro (eje delantero/trasero). Los discos compuestos de cerámica aumentan el rendimiento siendo más ligeros y respectivamente tienen unas pinzas monobloque de aluminio con diez pistones. Estos son los frenos más grandes que el fabricante ha diseñado, entonces se han reinventado en el tema de diseño con la linea Taycan.
La respuesta y el tacto de los frenos, que combinan el sistema mecánico tradicional y el de recuperación de energía eléctrica, permanecen constantes, independientemente del estado de la batería ya sea caliente, fría, cargada o descargada.
Sistema de Propulsión
El Taycan se activa seleccionando un modo de conducción con el pedal de freno pisado, aunque también se puede hacer pulsando un botón. Por analogía a la posición del contacto de los otros modelos Porsche, el botón de arranque “Power” se encuentra situado a la izquierda del volante, en el salpicadero.
Sistema de Motores Eléctricos:
Los modelos Taycan Turbo, Turbo s, y 4S poseen dos motores eléctricos, uno en el eje delantero y otro en el trasero, lo que hace que todas las versiones tengan tracción total.
El carro presenta unos motores síncronos con bobinado en horquilla tanto la autonomía como la potencia continua que ofrecen los sistemas de propulsión se benefician de la alta eficiencia de sus motores síncronos.
El motor eléctrico la transmisión y el inversor con modulación del pulso se agrupan en un conjunto de formas muy compactas.
El módulo trasero está instalado en paralelo al eje, y para aumentar el volumen del maletero porque este si es de un buen espacio, va colocado encima del inversor, en una solución de diseño escalonada. El módulo delantero tiene una disposición coaxial y ocupa muy poco espacio.
Permanent Magnet Synchronous, (PSM):
Se traduce como síncronos de imanes permanentes de alta calidad que son el sistema de motores ya sea el delantero como el trasero, que disponen de un rotor con imanes permanentes de alta calidad que generar un campo magnético natural. Como resultado, el rotor se mueve en sincronía con el campo magnético giratorio del estator, de ahí el nombre de PSM.
Un inversor con modulación del pulso determina la frecuencia del campo giratorio en el estator, estableciendo asi la velocidad del rotor. El diseño, la función y el excelente comportamiento térmico de los motores sincrónicos de imanes permanentes permiten alcanzar el alto rendimiento posible.
Una característica especial de los motores eléctricos de Taycan es el llamado bobinado de horquilla, en el que las bobinas en el solenoide del estator estan formadas por cables rectangulares en lugar de redondos. Los cables se doblan antes de ser insertados den el núcleo del estator para que adquieran una forma de horquilla. Estos se sueldan a laser.
Esta tecnología permite bobinar los cables de una manera más compacta y, por tanto, integrar más cobre en estator lo que permite un factor de llenado de un 70% mientras q en las versiones convencionales es de 40% o 50% esto permite un aumento de potencia y el par sin incrementar el volumen.
Inversores con Modulación de Pulso para Controlar los Motores:
El inversor con modulación de pulso es el componente fundamental para activar los motores eléctricos. Hay uno para cada módulo y su función principal es transformar la corriente continua suministrada por la batería en la corriente alterna necesaria para accionar los motores. Al frenar la situación se invierte; en este caso, los inversores transforman la corriente alterna que se obtiene de la recuperación en corriente continua para cargar la batería. Estos tienen una intensidad de hasta 600 amperios.
Recuperación de Energía Del Taycan:
En los vehículos con motor de combustión, a frenar, la energía cinética se convierte en calor. En los vehículos eléctricos, es posible recuperar gran parte de dicha energía al utilizar los motores eléctricos como generador y alimentar la batería con esa corriente generada.
La capacidad máxima de recuperación de energía del Taycan es de hasta 265 kW es significativamente superior a las de la mayoría de los competidores. Se recupera energía enfrenadas de hasta 3.8 m/s cuadrados.
Caja de Cambios del Taycan:
En el Taycan tenemos una caja de cambios de dos velocidades, en el eje delantero la fuerza del motor eléctrico llega a las ruedas por un engranaje planetario y de un ligero diferencial epicicloide integrado. El conjunto compacto, coaxial al eje delantero y tiene una sola velocidad, con relación de 8:1.
Como mencionamos al inicio la caja se conforma de dos velocidades. Estas son totalmente automáticas y se usan de la siguiente manera. La primera marcha le permite al Taycan acelerar con contundencia en la salida desde parado, mientras que la segunda, con una relación más larga asegura una alta eficiencia y grandes reservas de potencia, incluso a velocidades muy elevadas. Tenemos un engranaje adicional en la primera marcha con una relación muy corta. Tenemos un par de 12.000 Nm, lo que permite una aceleración vertiginosa en la arrancada.
Los usos de las marchas; en la primera velocidad se usa; en los modos de conducción “Sport” y “Sport Plus” que optimiza el “Launch Control” Mientras que la segunda ofrece la misma relación solo que en este caso en vez de usar las 15 revoluciones del motor que usamos en la primera, utiliza nada mas 8 gracia a ello el Taycan eleva sus velocidades a 260 km/h.
Los Modos de Conducción
En el Taycan tenemos 4 modos de conducción que son seleccionables directamente en el tablero o salpicadero con una palanquita que tenemos en el lado derecho del conductor.
“Range”
El modo “Range” persigue el mayor nivel de eficiencia. La velocidad máxima está limitada a 90 y 140 km/h claro ajustable en el caso más extremo el carro se llega a impulsar con solo el eje delantero, también e sistema de climatización, la suspensión neumática y la iluminación se utilizan en el modo más eficiente.
“Normal”
En el ajuste básico, el Taycan entrega la potencia a las cuatro ruedas las tomas de aire solo se abren en caso necesario el alerón trasero se ajusta en función de la velocidad y el chasis rebaja su altura cuando es necesario. Los sistemas funcionan en este modo sin restricción.
“Sport”
Par aprovechar mejor el rendimiento. En este modo en comportamiento se vuelve mas deportivo. El eje trasero, regulado de forma dinámica, realiza la mayor parte de tracción. También la estrategia de refrigeración y el calentamiento de la batería va encaminada a las mejores prestaciones. Todo funciona sin restricciones. La suspensión se rebaja a 22 mm dependiendo la velocidad, el alerón también se despliega en función de la velocidad.
“Sport Plus”
Este modo cumple los deseos de los conductores más dinámicos. Es el modo más eficaz y deportivo del coche las tomas de aire estan totalmente abiertas, la refrigeración de las baterías esta al máximo rendimiento, el alerón también se despliega totalmente el eje trasero se optimiza al máximo rendimiento la suspensión toma la posición más baja -22 mm. Aquí la centralita se encarga de controlar todos los sistemas para una mayor velocidad de respuesta, esto hace que los sistemas que controlan la suspensión el chasis, los motores, la tracción y los frenos actúan hasta cinco veces más rápido.
¿Relación con la TGS?
En si el carro tiene una gran relación con las TGS ya que cuenta con los principales aportes semánticos como lo son:
El sistema:
Que como lo podemos confirmar es un conjunto de partes interrelacionadas que interactúan entre sí.
Entradas:
Que en el caso del vehículo es el combustible ya en este caso la energía eléctrica a las baterías.
Proceso:
El cuál es el todo lo que el coche hace para moverse por el medio y transportar.
Salida:
La salida si es el movimiento que el carro realiza para moverse por el entorno.
Relaciones:
En relaciones tenemos la simbiótica que al desconectar ya sea el sistema de baterías o las ruedas el carro no funcionaria.
Contexto:
El contexto del sistema sería el transporte y la velocidad.
Subsistemas:
Claramente el carro este hecho de varios sistemas como son el chasis, la carrocería, la suspensión. los frenos. los motores, etc.
Variables:
Como variables tenemos todo los sistemas de suspensión y frenos y los modos de manejo.
Retroalimentación:
Como retroalimentación tenemos que la salida nos manda a usar el vehículo de nuevo y el coche se comporta de la mejor manera.
Homeostasis:
Dentro de la homeostasis estamos viendo que el carro cuenta con una adaptación al terreno increíble.
Entropía:
En la entropía está el desgaste de las ruedas las baterías y la vida útil del coche.
Neguentropía:
En esta estamos ante un coche bien hecho por lo cual el sistema no es posible de deformar ni destruir solo si estamos frente a un accidente.
Permeabilidad:
El sistema siempre esta interactuando con el medio por lo que lo hace netamente abierto.
Armonía:
En el sistema si se presenta una armonía ya que el sistema afecta muy poco su ambiente.
Integrado:
El sistema es un sistema integrado ya que es la conjunción de varios sistemas.
Jerarquía:
La jerarquía está en el diseño del coche que lo hace muy bueno en sus configuraciones.
Caja Negra:
El carro presenta la caja negra ya que no vemos su elemento interactuando entre si sino todo esta oculto en el carro.
Teleología:
En la teleología la explicación de su funcionalidad se basa en bajar emisiones usar energías renovables para mover un coche de manera eficaz y deportiva.
Equifinalidad:
El carro en modo de equifinalidad al tener gran capacidad de adaptación en el medio podemos ver que sin importar las condiciones el carro va a servir en donde sea que lo pongamos.
Equilibrio:
En los sistemas siempre si es exitoso se debe tener un equilibrio ni mucho ni menos asi es nuestro vehículo.
Morfogénesis:
En cuanto a morfogénesis nuestro coche a pesar de sufrir diferente cambio siempre va a tener la misma función es más la va a cumplir de manera aún mas eficaz.
Créditos:
Autor: David Alejandro Torregrosa Saad
Autor: Juan Pablo Gil Millán
Editor: Carlos Iván Pinzón Romero
Código: UCPSG7-1
Universidad: Universidad Central
Fuentes:
ALD, A. (21 feb 2020). Asi funciona el nuevo Porsche Taycan electrico Youtube. https://youtu.be/gURDvyFaeUY Porsche, L.A. (2019). Porsche Taycan Turbo S. porsche.com https://www.porsche.com/latin-america-es/_colombia_/models/taycan/taycan-models/taycan-turbo-s/ Porsche Iberica. (2020) Taycan: Chasis. Newsroom.com https://newsroom.porsche.com/es_ES/producto/taycan/es-taycan-chasis-20619.html Porsche Iberica. (2020) Bateria: tevnologia de 800 voltios y sofisticado control termico. Newsroom.com https://newsroom.porsche.com/es_ES/producto/taycan/es-taycan-bateria-20488.html Porsche Iberica. (2020) El chasis del Taycan: comprometido con la dinámica. Newsroom.com https://newsroom.porsche.com/es_ES/producto/taycan/es-taycan-chasis-dinamica-20586.html Porsche Iberica. (2020) El sistema de propulsión del Porsche Taycan. Newsroom.com https://newsroom.porsche.com/es_ES/producto/taycan/es-sistema-de-propulsion-20249.html#:~:text=En%20el%20Taycan%20Turbo%20S,casi%20el%2098%20por%20ciento. 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