Porsche Taycan: Η καινοτομία των 800 V
Porsche
Porsche Taycan: Η καινοτομία των 800 V
PorscheΤο ηλεκτρικό σύστημα της Taycan, το οποίο λειτουργεί σε τάση 800V αποτελεί μια παγκόσμια πρωτοτυπία, η οποία δείχνει το μέλλον των EV.
H Taycan δεν είναι μόνο το πρώτο ηλεκτρικό αυτοκίνητο της Porsche, αλλά και το πρώτο της παγκόσμιας αυτοκινητοβιομηχανίας που λειτουργεί σε τάση 800V, το διπλάσιο σε σχέση με τα συμβατικά EV. Mια τεχνολογία που προέρχεται από την αγωνιστική 919, η οποία επί τρία συναπτά έτη (2015, 2016, 2017) κατέκτησε τη νίκη στον αγώνα 24 ωρών του Le Mans. Η αύξηση της τάσης λειτουργίας στα 800V απαιτεί ριζική επανασχεδίαση ολόκληρου του συστήματος μετάδοσης, με εξαρτήματα που δεν υπάρχουν στα ράφια των προμηθευτών. Γιατί, λοιπόν, η Porsche να μπει σε τέτοιο «κόπο» και να αναλάβει το αντίστοιχο κόστος
WHAT CAR
Για την απάντηση θα πρέπει να θυμηθούμε τους νόμους της φυσικής από τα σχολικά μας χρόνια: Η ηλεκτρική ισχύς ισούται με το γινόμενο τάσης και ρεύματος (P=IxV), επομένως, το ρεύμα φόρτισης είναι το πηλίκο ισχύος και τάσης (V=P/I). Στην περίπτωση της Taycan, όπου η μεγάλη ισχύς του on-board φορτιστή ήταν θεμελιώδης για την όσο δυνατόν ταχύτερη φόρτιση της μπαταρίας, επιλέχθηκε η τιμή των 270 kW. Διαιρούμενη με την τάση 400 V θα συνεπαγόταν ρεύμα 675 A! Ρεύμα τέτοιου μεγέθους προϋποθέτει τη χρήση καλωδίων πολύ μεγάλης διατομής και αντίστοιχου όγκου και βάρους. Με την αύξηση, όμως, της τάσης λειτουργίας στα 800 V η διατομή τους μειώνεται στο μισό, εξοικονομώντας αρκετό χώρο και περίπου τέσσερα κιλά βάρους, ενώ επιπλέον μειώνεται και η ωμική αντίσταση. Mικρότερη αντίσταση συνεπάγεται και λιγότερη παραγόμενη θερμότητα.
Περισσότερες πληροφορίες για την Porsche Taycan θα βρείτε εδώ
Η ίδια αρχή διέπει και τους ταχυφορτιστές συνεχούς ρεύματος, οι οποίοι για μεγαλύτερη απόδοση ισχύος απαιτούν μεγαλύτερης διατομής και οπωσδήποτε δύσχρηστα καλώδια, κατάλληλης τεχνολογίας βύσματα, μέχρι και υδρόψυξη των καλωδίων φόρτισης. Γι΄ αυτό και τα τεχνικά χαρακτηριστικά της επόμενης γενιάς ταχυφορτιστών έχουν καθοριστεί ώστε να λειτουργούν με τάση έως και 1.000V, προμηνύοντας και αντίστοιχη προσαρμογή από πλευράς των κατασκευαστών αυτοκινήτου. Η Porsche, στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος FastCharge, έχει εξελίξει -σε συνεργασία με τις Siemens και Ρhoenix Contact E-Mobility- δικούς της ταχυφορτιστές συνεχούς ρεύματος 800V, εξασφαλίζοντας φόρτιση της μπαταρίας της Taycan σε μόλις 5 λεπτά για αυτονομία 100 km (κύκλος WLTP) και σε 22,5 λεπτά για τη φόρτιση από το 5% έως το 80% της χωρητικότητάς της. Για φόρτιση σε συμβατικούς σταθμούς 400 kW η Taycan διαθέτει on-board φορτιστή 50 kW ή προαιρετικά 150 kW, ενώ σε εναλλασσόμενο οικιακό ρεύμα φορτίζει με 11 kW, σε περίπου 9 ώρες.
Στο μέλλον οι απαιτούμενοι χρόνοι αναμένεται να μειωθούν ακόμη περισσότερο. Για τη σύγκριση των χρόνων φόρτισης των ηλεκτρικών αυτοκινήτων με μπαταρίες διαφορετικής χωρητικότητας χρησιμοποιείται το C-rate, που εκφράζει το ρυθμό φόρτισης ή εκφόρτισης ενός ηλεκτροχημικού στοιχείου σε αμπέρ (Α) ως προς την χωρητικότητα του στοιχείου σε αμπερώρια (Ah). Η τιμή C1 σημαίνει ότι η πλήρης επαναφόρτιση διαρκεί μία ώρα, C2 σημαίνει μισή ώρα, C3 σε 20 λεπτά. Στόχος της αυτοκινητοβιομηχανίας είναι η επίτευξη φόρτισης επιπέδου C10, ήτοι σε χρόνο 6 λεπτών, μια τιμή παραπλήσια του ανεφοδιασμού ορυκτών καυσίμων. Πρωτότυπο της Porsche με μπαταρία περίπου 90 kWh με φόρτιση 400 kW έχει πετύχει χρόνους μικρότερους των 3 λεπτών για 100 km αυτονομίας και 15 λεπτών για φόρτιση στο 80% της χωρητικότητας της μπαταρίας. Η Dr. Stefanie Edelberg, μηχανικός της Porsche Engineering δηλώνει πως για την επίτευξη τέτοιων τιμών «αποφασιστικό ρόλο διαδραματίζει το σύστημα ψύξης μπαταρίας και φορτιστή».
Περισσότερες πληροφορίες για την Porsche Taycan θα βρείτε εδώ
Η αύξηση της τάσης της μπαταρίας από τα 400 στα 800V δεν είναι τεχνικά δύσκολη υπόθεση και επιτυγχάνεται με την κατάλληλη εν σειρά και παράλληλη διασύνδεση των κυψελών. Οι ίδιες κυψέλες θα μπορούσαν, δηλαδή να λειτουργήσουν σε διαφορετικές τιμές τάσης. Ωστόσο, η μεγάλη πρόκληση έγκειται στην ουσιαστική τροποποίηση κάθε συσκευής στο σύστημα μετάδοσης κίνησης: Οι κινητήρες πρέπει να λειτουργούν σε ψηλότερες στροφές, οι μετασχηματιστές απαιτούν εξαρτήματα κατάλληλα για έως και 1.200 V στο στάδιο ισχύος, η ψύξη ή θέρμανση της μπαταρίας και των υπολοίπων εξαρτημάτων οφείλει να γίνεται απρόσκοπτα τόσο κατά τη διάρκεια της φόρτισης, όσο και της εκφόρτισης. Έτοιμες λύσεις δεν υπήρχαν, αφού μέχρι σήμερα τα EV παραγωγής περιορίζονταν στα 400 V. Έτσι η Porsche εξέλιξε σε συνεργασία με τους προμηθευτές της όλο το απαιτούμενο hardware και software για να υποστηρίζει την καινοτόμο τεχνολογία της, την οποία σύντομα αναμένεται να αρχίσουν να υιοθετούν ολοένα και περισσότεροι κατασκευαστές.
Περισσότερες πληροφορίες για την Porsche Taycan θα βρείτε εδώ
Διαβάστε επίσης:
Porsche Taycan: Πως λειτουργούν τα φρένα της
Porsche Cayenne Turbo S E-Hybrid: Υβριδική αλλά και sport
Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid: Υψηλότερο επίπεδο υβριδικής απόδοσης
