AutoSemanario


Los híbridos Porsche de altas prestaciones


El encuentro de estos deportivos tecnológicamente avanzados fue llevado a cabo en la línea de salida y llegada del renombrado circuito situado en el Parque Real, cerca de Milán.

El futuro de los autos deportivos es la electrificación. Con el 911 GT3 R Hybrid y el 919 Hybrid, un prototipo que ha ganado dos veces las 24 Horas de Le Mans, Porsche lo ha demostrado tanto en la pista como en sus modelos de producción en serie. Con el lanzamiento del 918 Spyder de 887 hp (652 kW), en 2013, Porsche anunció una nueva era de superdeportivos: además del motor de ocho cilindros y 4.6 litros, éste también tiene dos motores eléctricos. El conjunto del sistema de propulsión permitía conseguir un extraordinario rendimiento. Con el nuevo Panamera Turbo S E-Hybrid, Porsche ha establecido una vez más un camino innovador. Por primera vez, un vehículo híbrido enchufable representa el tope de la gama de un modelo determinado. También está ya en el horizonte el primer deportivo de cuatro puestos de la historia de Porsche en tener propulsión ciento por ciento eléctrica, un auto que llegará al mercado antes de que termine esta década. El prototipo Mission E, que Porsche presentó en el Salón del Automóvil de Fráncfort de 2015, supuso el punto de partida de este proyecto.

Los pioneros híbridos enfatizaron la gran importancia de la electrificación; en Porsche, la innovación es una tradición. Porsche ve este nuevo tipo de ‘E- Performance’ (‘Rendimiento Eléctrico’), que supone más potencia, más placer en la conducción, menos consumo de combustible y una reducción en las emisiones de gases, como el kit de prestaciones del futuro. Desde el principio, Porsche vio la tecnología híbrida no sólo como esencial para la movilidad sostenible, sino también como una forma especialmente positiva de eficiencia. Ya en 1899, Ferdinand Porsche diseñó el Lohner-Porsche ‘Mixte’. Con su combinación de propulsión eléctrica más un motor de combustión, es considerado el primer auto híbrido de serie del mundo.

 

Porsche 911 GT3 R Hybrid (2010)

En 2010, Porsche regresó al visionario concepto de propulsión ‘Mixte’. El fabricante de autos deportivos, una vez más, utilizó las pistas de carreras como laboratorio de pruebas y, después de más de 20.000 victorias automovilísticas, abría un nuevo capítulo en la extraordinariamente exitosa historia en competición del Porsche 911 con la llegada del 911 GT3 R Hybrid.

El sistema híbrido desarrollado específicamente para su uso en el auto de pruebas 911 GT3 R se diferencia de forma clara de los conceptos tradicionales de aquellos momentos. Dispone de un eje delantero propulsado por dos motores eléctricos de 82 hp (60 kW) cada uno, suplementados en el tren posterior por un motor bóxer de seis cilindros y 4.0 litros, que desarrolla 480 caballos. En la versión Evo, introducida en 2011, esos dos motores síncronos permanentemente activados aportaban ya 102 hp (75 kW). En las fases de frenado, las unidades eléctricas se reservan su función y trabajaban como generadores. El resultado es que recuperan una energía cinética que, de otro modo, se hubiera dispersado como calor residual. Así pues, por primera vez en automovilismo se podía decir: quien frena, gana.

La energía recuperada mueve un rotor mecánico que actúa como sistema de almacenaje de energía en forma de otro motor eléctrico que, junto con el resto de componentes híbridos, está situado en una celda de seguridad en el espacio que habitualmente se destina al pasajero. El sistema fue diseñado y fabricado por Williams Hybrid Power de acuerdo a las especificaciones de Porsche, y logra unas velocidades de rotación de 40.000 rpm. Si el piloto solicita la energía almacenada allí, por ejemplo, para una aceleración adicional o en maniobras de adelantamiento, el rotor se decelera electromagnéticamente del modo generador. En consecuencia, los dos motores eléctricos del eje delantero reciben suficiente corriente para proporcionar una potencia adicional, durante un máximo de ocho segundos, de 163 hp (120 kW), o de 204 hp (150 kW) con la versión de 2011. Esto tiene como efecto que el 911 GT3 R Hybrid se transforme temporalmente en un vehículo de tracción total.

Dependiendo de la situación de carrera, Porsche podía utilizar la propulsión híbrida para mejorar tanto las prestaciones como el consumo. Esto permitía elegir entre estrategias de llevar un depósito con menos peso o dar más vueltas entre dos paradas en pits. Aunque conseguir la victoria en las 24 Horas de Nürburgring no era el objetivo primordial del 911 GT3 R Hybrid, la innovadora tecnología estuvo a punto de lograrlo en su estreno, en 2010. Al final, el 911 GT3 R Hybrid pintado de blanco y naranja tuvo que ser retirado después de 22 horas y 15 minutos a causa de un pequeño problema mecánico en el motor de combustión. En ese momento, había estado defendiendo el liderato de la prueba durante ocho horas, con lo cual demostró que la tecnología híbrida desarrollada por Porsche es extremadamente competitiva en la pista y representa un avance significativo hacia el ‘Porsche Intelligent Performance’ (‘Rendimiento Inteligente de Porsche’). También en 2010, el 911 GT3 R Hybrid completó sin problemas las carreras de resistencia de Road Atlanta (Estados Unidos) y Zhuhai (China). Durante las 24 Horas de Nürburgring de 2011, el auto de competición híbrido tuvo algunos problemas en su propulsión mecánica, que los mecánicos fueron capaces de resolver y le permitieron cruzar la meta en puesto 28.

Porsche 918 Spyder (2013)

En 2013, con el 918 Spyder, Porsche anunció un desarrollo que llevó a la marca a tener su primer deportivo que puede ser conducido en modo ciento por ciento eléctrico, lo que supuso entrar en una nueva era. El 918 Spyder ofrece altas prestaciones en la pista y también se puede conducir por la ciudad sin emisiones de gases y casi sin emitir sonidos. Gracias a su avanzada tecnología híbrida enchufable, su sistema de propulsión obtiene una potencia de 887 caballos (652 kW), lo que le permite alcanzar una velocidad máxima 345 km/h y recorrer en promedio 32,3 km/l (121 km/galón, 75.9 mpg o consumir en promedio 3,1 litros/100 km), según en el Nuevo Ciclo de Conducción Europeo (NEDC). En 2013, el 918 Spyder se convirtió en el primer deportivo de producción en serie que bajó de la barrera de siete minutos en el circuito norte de la pista de Nürburgring. Su vuelta récord fue de 6.57 minutos, gracias, entre otros factores, al empuje adicional de sus dos motores eléctricos y a los conocimientos en propulsión híbrida de Porsche, obtenidos previamente con el 911 GT3 R Hybrid.

Una característica especial del superdeportivo biplaza son sus tres motores independientes. Pueden ser controlados individualmente y preparar el escenario para un concepto de tracción integral único, exprimiendo todas las posibilidades de la propulsión combinada. Un motor V8 de altas revoluciones, de 4.6 litros y 608 caballos de potencia (447 kW), es la base de este concepto. Mediante un embrague seco, se conecta directamente con un motor eléctrico de conmutación paralela de 156 caballos (115 kW). Ambos pueden impulsar el eje trasero, tanto individualmente o de manera conjunta, a través de la caja de cambios de doble embrague y siete marchas Porsche Doppelkupplung (PDK). Si el auto no necesita propulsión, los motores pueden ser desacoplados completamente a velocidades de hasta 150 km/h. Eso permite la típica ‘navegación a vela’ de Porsche, con el motor de combustión apagado.

 

El segundo motor eléctrico funciona de forma mecánica, independientemente del eje trasero. El motor síncrono, permanentemente activado y con un rotor interno, es pequeño, ligero y combina una velocidad máxima de giro de 16.000 revoluciones por minuto con un desarrollo de alto rendimiento. A través de una transmisión con una desmultiplicación constante envía hasta 129 caballos de potencia (95 kW) a las ruedas delanteras. Esto significa que el 918 tiene una transmisión a las cuatro ruedas temporal que mejora la tracción y ofrece ventajas en términos de dinámica de conducción. El motor eléctrico delantero se desacopla, a través de un embrague integrado, sólo por encima de velocidades superiores a 265 km/h, aproximadamente. Por tanto, la función eléctrica de tracción total está disponible prácticamente todo el tiempo.

Además de la propulsión, ambas unidades eléctricas pueden también regenerar energía. Esta corriente eléctrica queda almacenada en unas baterías de iones de litio con una capacidad de 6,8 kWh. Colocadas diagonalmente en el suelo del monocasco, por detrás de los asientos, se distinguen por sus celdas individuales especiales. Como es tradicional en los modelos enchufables, pueden ser cargadas en un enchufe normal de corriente, con el cargador que lleva a bordo, en un máximo de 3,8 horas, o a través de la opcional estación de carga rápida de Porsche en sólo 25 minutos.

Porsche 919 Hybrid (desde 2014)

La experiencia con el 911 GT3 R Hybrid y con el 918 Spyder también tuvieron influencia en el desarrollo del Porsche 919 Hybrid. Con este prototipo, el fabricante de autos deportivos regresó a la máxima categoría del Campeonato Mundial de Resistencia (WEC) en 2014 y, por consiguiente, a las 24 Horas de Le Mans. Con un sistema de propulsión que da más de 900 caballos (662 kW), el 919 Hybrid, que se desarrolló desde cero con una extraordinaria complejidad, es el laboratorio de pruebas más rápido y el auto de competición más innovador que Porsche ha construido en su historia.

Desde el principio, su audaz concepto técnico persiguió un claro objetivo: eficiencia energética óptima a través de la mayor efectividad posible de todos sus componentes. Esto se aplica también a la aerodinámica del prototipo Le Mans y a la construcción ligera de todos los elementos, en especial a los sistemas de recuperación de energía y a los de propulsión, tecnologías vanguardistas que tienen una gran importancia para su uso en los modelos de producción en serie. Entre estas tecnologías se incluye la de 800 voltios, que también se monta en el prototipo ciento por ciento eléctrico Mission E. La versión de producción en serie del deportivo de cuatro puertas llegará al mercado antes del final de esta década.

En vista del reglamento técnico del WEC, que introducido por primera vez en 2014 y ofrece a los ingenieros del 919 una gran libertad para adoptar soluciones creativas, Porsche eligió un camino inusual: la propulsión híbrida está basada en dos sistemas diferentes de recuperación de energía. El primero trabaja de forma relativamente convencional y está derivado del que se empleó en el 911 GT3 R hybrid. Consiste en un generador en el eje delantero que transforma la energía cinética en energía eléctrica durante las fases de frenado. El segundo es más avanzado y, todavía hoy, es único en la parrilla de salida del Campeonato Mundial de Resistencia, porque aprovecha la energía termodinámica del flujo de gases de escape. Para ello, un generador de turbina adicional asume la tarea de la válvula de escape (wastegate). La válvula de control protege a los sistemas turbo de la sobrecarga, al permitir que los picos de presión se disipen. A partir de esta energía de los gases de escape, que previamente se ha perdido, la unidad MGU-H (Motor Generator Unit Heat o Calentamiento de la Unidad Generador del Motor) genera corriente eléctrica. Como resultado de ello, el Porsche 919 Hybrid es el único prototipo de la máxima categoría (LMP1-H) que recupera el exceso de energía no sólo en la frenada, sino también durante la aceleración.

Por lo que respecta a la cuestión del almacenaje en el 919, el sistema de rotor utilizado en el 911 GT3 R Hybrid fue la primera opción que los ingenieros contemplaron, pero Porsche, una vez más, se fue por un camino más audaz, con un concepto innovador: las baterías de iones de litio refrigeradas por líquido y de desarrollo propio, que estaban basadas en la tecnología de celdas de la empresa A123 Systems, combinan una capacidad de almacenaje relativamente grande con una alta densidad energética. Así se ofrece el mejor compromiso entre consumo rápido de energía y potencia. En fases de aceleración, la energía fluye hacia el generador delantero, que entonces funciona como un motor eléctrico único y mueve ambas ruedas a través de un diferencial. Esto da al Porsche 919 Hybrid una tracción a las cuatro ruedas temporal, porque la potencia del motor V4 de sólo 2.0 litros va nada más que al eje trasero.

Un punto destacado del reglamento del WEC para LMP1-H es que la cantidad de energía eléctrica que puede ser recuperada y aplicada en cada vuelta está limitada. En 2015, el Porsche 919 Hybrid se convirtió en el primer prototipo que se decantó por la categoría máxima de 8 megajulios. Para los 13,629 kilómetros de longitud que tiene el ‘Circuit des 24 Heures’ en Le Mans, eso significa que el prototipo puede aplicar exactamente 2,22 kilovatios hora (kWh) de corriente por vuelta, y consumir el equivalente a 8 MJ (1 MJ = 0.28 kWh) y un máximo de 4,31 litros de gasolina. La energía eléctrica que el Porsche 919 Hybrid recuperó en Le Mans en cada una de las carreras de 24 horas en que compitió, en 2015 y 2016, donde resultó vencedor ambos años, sería suficiente para el consumo energético de una casa unifamiliar durante tres meses.

Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid (2017)

La estrella más novedosa entre los Porsche híbridos es el Panamera Turbo S E- Hybrid. La limosina de cuatro puertas tuvo su presentación mundial en el Salón del Automóvil de Ginebra, a principios del mes pasado, y se coloca en lo más alto de la familia. La cooperación entre el motor V8 de 4.0 litros del Panamera Turbo con los 136 caballos de potencia (100 kW) del eléctrico dan una potencia total de 680 caballos (500 kW), con una entrega extraordinaria de la misma: inmediatamente después de arrancar, el Panamera Turbo ya ofrece 850 Nm de par. Eso le permite acelerar de 0 a 100 km/h en 3,4 segundos y alcanzar una velocidad máxima de 310 km/h.

Instalada en la parte trasera, la batería de iones de litio de alto voltaje, refrigerada por líquido, tiene una capacidad de 14,1 kWh. A través de una conexión de 230 voltios con 10 amperios, queda completamente cargada en seis horas. El cargador opcional de a bordo, con una potencia de salida de 7,2 kW, acorta el proceso de carga a 2,4 horas.

Igual que en el Panamera 4 E-Hybrid, el embrague utilizado en el módulo híbrido Porsche se acciona electromecánicamente mediante un actuador de eléctrico (ECA). La ventaja de esto es el rapidísimo tiempo de respuesta y el alto nivel de confort. La estrategia de propulsión del Panamera de tracción total, que puede funcionar sólo con energía eléctrica hasta 50 km/h, proviene del superdeportivo 918 Spyder.

El Panamera Turbo S E-Hybrid arranca por defecto en el modo eléctrico puro ‘E- Power’. Cuando el conductor sobrepasa un punto de presión en el pedal del acelerador o cuando el nivel de carga de la batería cae por debajo de un valor mínimo, se activa automáticamente el modo ‘Hybrid Auto’. Entonces, está disponible la potencia de ambos motores.

Los cuatro Porsche de propulsión híbrida demuestran que esta combinación de dos fuentes de energía es un beneficio para el rendimiento y la eficiencia, tanto en la carretera como en los circuitos.



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