Spis treści
Na torach wyścigowych za kierownicą Porsche 911, 718, Cayenne czy Taycan zrobiłem w życiu wiele kółek, ale tak brutalnego przyśpieszenia, jak w najnowszym, jeszcze przedprodukcyjnym, Porsche Cayenne EV nie pamiętam. Nie wiadomo jeszcze w ile przyśpiesza do setki, poza tym, że w mniej niż 3 sekundy, a 0-200 km/h osiąga w mniej niż 8 sekund.
Możliwe, że to przez większą bezwładność, wynikającą z wysokiej masy, możliwe, że przez wysoką pozycję, a na pewno przez ponad 1000 KM mocy i 1500 Nm momentu obrotowego, odniosłem wrażenie, że przyśpieszenie do setki trwało istotnie mniej niż 3 sekundy.
Chwilę później, jakbyśmy nie zostawili właśnie co najmniej kilku kilogramów gumy na torze, nowym Cayenne przejechaliśmy po kamiennym górskim szlaku i przez 50-centymetrowy bród, jak rasową terenówką.
Po architekturze 800 V, czas na ładowanie bezprzewodowe
Jednak to nie sportowe i terenowe umiejętności tego auta zaciekawiły mnie najbardziej. Przyjeżdżając na przedpremierową prezentację Cayenne liczyłem, że zobaczę kolejny przełom technologiczny. Bo kto jak nie Porsche, które Taycanem ustanowiło globalny standard 800-voltowej instalacji trakcyjnej (2019 rok) – adoptowany następnie przez Hyundaia i Kię (2021), a teraz przez BMW, Mercedesa, częściowo Teslę (2024) i kilku chińskich producentów – miałby wprowadzać kolejne przełomowe rozwiązanie?
W końcu kupując auto za pół miliona miło poczuć, że sponsoruje się kolejny krok w rozwoju światowej motoryzacji, który kilka lat później zagości w markach z niższych półek. Inżynierowie z Weissach mnie nie zawiedli.
Porsche Cayenne EV będzie pierwszym na świecie autem z ładowaniem bezprzewodowym dostępnym fabrycznie. Dotychczas, poza Porsche, kilku producentów jedynie testowało takie rozwiązania lub oferowało je w ograniczonym zakresie na wybranych rynkach (np. Hongqui we współpracy z WiTricity w Chinach, Genesis w ramach pilotażu w Korei Południowej, czy BMW w ramach pilotażu w Niemczech). Nowe elektryczne Cayenne EV będzie pierwszym autem, dla którego możemy zamówić ładowarkę bezprzewodową na każdym rynku.
Będziemy mogli także doposażyć w nią auto po zakupie (ale ważne, aby przy zamawianiu zaznaczyć opcję ładowania bezprzewodowego). Dla jasności – mówimy o ładowaniu bezprzewodowym auta, a nie telefonu w aucie.
Biorąc pod uwagę spodziewany zasięg (Porsche deklaruje ponad 600 km, ale auto nie ma jeszcze wyników oficjalnych testów homologacyjnych), jest bardzo możliwe, że właściciel Cayenne z ładowaniem bezprzewodowym w ogóle zapomni, że auto trzeba ładować czy tankować. Po każdym powrocie z trasy po prostu zaparkuje samochód i zajmie się swoimi sprawami – nie będzie już musiał podłączać do niego wtyczki.
Jak działa system Porsche Wireless Charging?
System składa się z dwóch płyt, w których znajdują się miedziane cewki indukcyjne, energoelektronika, czujniki itp. Pierwsza płyta montowana jest na stałe do podwozia auta przy przedniej osi. Druga jest kładziona lub przykręcana do podłogi garażu. Jest jednak odporna na warunki atmosferyczne, więc można ją też zamontować na miejscu postojowym pod gołym niebem.
– Ładowanie indukcyjne może się odbywać także gdy płyta będzie pokryta śniegiem, a nawet całkowicie zalana. Woda nie stanowi bariery dla indukcji – tłumaczył mi podczas prezentacji systemu w fabryce nowego Cayenne w Lipsku jeden z inżynierów Porsche. Samo pole elektromagnetyczne między autem a ładowarką to nie prąd, więc nie ma ryzyka przewodzenia przez wodę czy porażenia, gdy włożymy rękę między ładowarkę a auto. Zresztą gdy pojawi się tam obcy przedmiot, ładowanie zostanie przerwane. Z zawodowego obowiązku sprawdziłem. Jeżeli rzeczywiście szybko wsadzimy dłoń, poczujemy krótkie mrowienie i tyle. Ładowanie zostanie przerwane i wznowi się samo, gdy tylko przeszkoda zniknie.
Ładowarka indukcyjna może ładować nowe Cayenne z mocą 11 kW. Moc można obniżać łącząc się z ładowarką poprzez aplikację. – Trójfazowy prąd AC o napięciu 230 voltów, natężeniu 16 amperów i częstotliwości 50 Hz, jaki dostarczamy do ładowarki z domowej sieci elektroenergetycznej, zamieniany jest najpierw na prąd stały (DC), a następnie ponownie na prąd przemienny (AC), ale już o napięciu 2 kV na cewce. Indukuje ono pole elektromagnetyczne o częstotliwości 85 kHz, które przepływa w powietrzu do płytki podwieszonej pod autem, gdzie indukowany jest ponownie prąd przemienny, trafiający do falownika i zamieniany na prąd stały, jaki magazynuje bateria.
Chociaż brzmi to skomplikowanie, to działa to dokładnie tak samo jak ładowarka indukcyjna do smartfonu czy szczoteczki do zębów. Jak zapewniają inżynierowie, pomimo kilkukrotnego przetwarzania energii (AC-DC-AC-DC), oraz kilku centymetrów odległości między cewką nadawczą i odbiorczą (Cayenne po wjeździe nad płytkę obniża zawieszenie pneumatyczne, aby zmniejszyć tę odległość), sprawność całego procesu ładowania jest niewiele mniejsza niż przy ładowaniu kablem. – Różnica wynosi jakieś 4%. Sprawność ładowania bezprzewodowego to ok. 90%. To oznacza, że nie generujemy podczas tego ładowania zbyt wiele ciepła, więc nie ma potrzeby chłodzenia płytek – tłumaczy mi inżynier z Porsche.
Porsche nie oferuje jeszcze usługi V2H, czyli zasilania domu z baterii samochodu na wypadek, gdybyśmy mieli np. blackout czy lokalną przerwę w dostawie zasilania. Jednak, gdy takie rozwiązanie w końcu się pojawi, ładowarka indukcyjna może służyć także do oddawania energii do domu, w razie potrzeby.
Ładowanie bezprzewodowe aut będzie dostępne na publicznych stacjach?
W przypadku szybkiego ładowania DC po kablu, auto komunikuje się z ładowarką i może się uwierzytelnić, dzięki czemu na wielu stacjach przy autostradach (np. Ionity, Allego, Ekoen) nie potrzebujemy już wyciągać żadnej karty do płatności za ładowania (działa tam system Plug&Charge, czyli podłączamy auto i możemy iść po kawę, bo ładowarka rozpozna auto i rozpocznie ładowanie),
W przypadku wolniejszego ładownia (AC) auto nie wysyła o sobie danych do ładowarki, poza prostym komunikatem, że jest gotowe na ładownie. Nie może się więc uwierzytelnić, a więc poinformować ładowarki, za pomocą kabla, że ma prawo się ładować. Gdy mamy publiczną ładowarkę AC, trzeba użyć aplikacji lub telefonu, aby rozpocząć ładowanie.
A jak to wygląda w przypadku ładowania bezprzewodowego? Tutaj także za pomocą indukcji elektromagnetycznej nie prześlemy żadnych złożonych informacji między autem a ładowarką. Uwierzytelnianie jednak istnieje – za pomocą wi-fi, z dodatkowym wsparciem przez GPS auta. Jeżeli chcemy, aby ładowarka obsługiwała tylko nasze auto, albo nasze auto i kilkanaście innych (np. firmowych, czy mieszkańców bloków), to możemy sparować ładowarkę z konkretnymi autami po wi-fi, a ładowarka może dodatkowo rozpoznać (po GPS), czy połączone z nią auto akurat podjechało i upewnić się przez wi-fi, że zgłasza gotowość do rozpoczęcia ładowania bezprzewodowego.
Rozwój tej technologii może więc sprawić, że za kilka lat, zamiast podjeżdżać do dystrybutorów paliwa, stać przy nich w trakcie tankowania i iść na stację, aby zapłacić, czy też podłączać do auta wtyczkę i uruchamiać ładowanie kartą, po prostu zaparkujemy na stacji ładowania czy pod sklepem i pójdziemy na zakupy, a ładowanie bezprzewodowe auta rozpocznie się i zakończy samo. Nie, nie tylko w aucie za pól miliona, ale też w kompaktach ze średniej półki.
Na razie jednak nie będzie to tanie rozwiązanie. Jak udało nam się ustalić w rozmowach z przedstawicielami Porsche w Lipsku, płytka indukcyjna montowana do podwozia auta będzie kosztować ok. 1800 euro, natomiast 50-kilogramowy pad do ładowania indukcyjnego na podłogę garażu Niemcy wycenili aż na 5000 euro. Pad pozostanie już jednak w garażu i będzie mógł służyć do ładowania kolejnych elektryków. Jak tłumaczyli mi inżynierowie z Porsche, system został przygotowany zgodnie z europejskim, czy właściwie globalnym, standardem bezprzewodowego ładowania. teoretycznie taki pad będzie mógł więc w przyszłości naładować także samochody innych marek. Można się spodziewać, że wraz z upowszechnianiem tej technologii jej koszty będą znacząco spadać.
Nowe ogniwa NMCA z domieszką krzemu
Nowe Cayenne będzie też jednym z pierwszych modeli na świecie, wyposażonym w ogniwa litowo-jonowe z katodą NMCA, a więc taką, gdzie mamy duży udział niklu (86%), a część kobaltu została zastąpiona aluminium. Znacząco zwiększa to bezpieczeństwo i żywotność ogniw, bowiem mogą pracować w wyższych temperaturach bez ryzyka uszkodzenia czy pożaru. Z kolei anoda, poza grafitem, wzbogacona została o krzem, co zwiększa jej pojemność przy tej samej masie ogniwa. Nie wiadomo ile dokładnie. – Wykorzystaliśmy w niej więcej krzemu niż w Taycanie – zdradził mi jedynie jeden z inżynierów Porsche.
Dobrą informacją jest fakt, że ogniwa nowego Porsche Cayenne będą produkowane w największej wciąż fabryce ogniw litowo-jonowych w Europie – zakładzie LG ES w Kobierzycach pod Wrocławiem. Bateria będzie mieć 113 kWh pojemności brutto.
Ładowanie 400 kW, rekuperacja z mocą 600 kW (0,6 MW)
Wykorzystanie ogniw NMCA umożliwia Porsche znaczące podwyższenie mocy z jaką nowe Cayenne będzie mogło się ładować (0,4 MW) i odzyskiwać energię podczas hamowania (0,6 MW). Aby uzmysłowić o jakich mocach mówimy – większość turbin wiatrowych w Polsce generuje najwyżej 2 MW mocy.
Podczas prezentacji dla dziennikarzy mogliśmy zobaczyć tzw. krzywą ładowania, a więc wykres mocy ładowania w zależności od poziomu naładowania baterii. Wielu producentów, zwłaszcza z Chin i USA, wprowadza bardzo wysokie moce ładowania do swoich aut (np. 500, czy 800 kW), ale w rzeczywistości auta ładują się z tak dużą mocą jedynie gdy są niemal całkowicie rozładowane i jedynie przez minutę czy dwie, a następnie pobierana przez nie moc szybko spada. W przypadku nowego Cayenne widać, że korzysta ono z maksymalnej mocy (zbliżonej do 400 kW) praktycznie do 50% pojemności baterii, a następnie utrzymuje moc ok. 250 kW do niemal 70%. W efekcie ładowanie w zakresie 10-80% ma zająć mniej niż 16 minut. W tym czasie auto powinno pobrać ok. 75 kWh, co powinno mu wystarczyć na 300 km jazdy po drodze ekspresowej lub 400 km po krajówkach.
Czy elektryczne Cayenne przekona klientów Porsche?
− Gdy w 2002 roku wprowadzaliśmy do gamy Porsche pierwszego SUVa, Cayenne, niektórzy przekonywali, że to szaleństwo. Wielu mówiło, że Porsche nie może być SUVem i że to bardzo ryzykowny krok dla marki. My jednak wierzyliśmy, że sportowe osiągi mogą mieć nowe kształty. I mieliśmy rację. Cayenne okazał się dużym sukcesem marki. Właśnie przekroczyliśmy 1,5 mln egzemplarzy, jakie trafiły do klientów – przekonywał podczas warsztatów dla dziennikarzy w Lipsku Heiko Mayer, wiceszef działu systemów zarządzania energią w napędach Porsche. Teraz Mayer i reszta spółki liczy na powtórzenie tego sukcesu z nowym napędem.
Z pewnością nie będzie to łatwe, ale ogromna moc, niewiarygodne przyśpieszenie, sportowe zacięcie, spory zasięg, bardzo szybkie ładowanie, czy ładowarka indukcyjna, która przenosi wygodę użytkowania auta na zupełnie inny poziom, są mocnymi kartami, jakimi Porsche chce przekonać swoich klientów do wyboru elektryka w miejsce turbodoładowanej V6 czy biturbo V8. Nie zamierza jednak rezygnować z produkcji spalinowych Cayenne, dopóki są na nie klienci.
