Noul Cayenne Electric stabilește noi standarde în multe privințe. De exemplu, modelul de vârf Cayenne Turbo, care dezvoltă o putere de până la 1156 CP, este cel mai puternic model Porsche de serie din toate timpurile. Noua generație are, de asemenea, cea mai mare suprafață a ecranului dintre toate modelele Porsche de până acum, iar Cayenne nu a fost niciodată atât de personalizabil.
Dar Porsche deschide noi orizonturi și în producție, permițând clienților să-și realizeze visele cu mașini sport de înaltă performanță și inspiratoare, fabricate la cele mai înalte standarde de calitate. Porsche își extinde semnificativ și expertiza în domeniul bateriilor, utilizând în Cayenne Electric module de baterii dezvoltate și fabricate integral în cadrul companiei.
Producția de înaltă precizie a modulelor de baterii în Horná Streda
Pentru noua generație Cayenne, Porsche utilizează baterii de înaltă tensiune dezvoltate și fabricate integral în cadrul companiei. Astfel, producătorul de mașini sport continuă să-și extindă în mod concentrat propria expertiză în domeniul bateriilor și să-și aprofundeze cunoștințele tehnologice în domeniul electromobilității, punând în același timp bazele pentru performanță, eficiență și calitate maxime – fabricate în Europa.
Împreună cu Porsche Werkzeugbau GmbH, în orașul slovac Horná Streda, Porsche a înființat Porsche Smart Battery Shop – o unitate de producție de ultimă generație pentru următoarea generație de module de baterii. Locația a fost aleasă în mod deliberat, deoarece Centrul Tehnologic Porsche Werkzeugbau era deja situat aici. Unitatea a fost extinsă într-un centru tehnic inovator care, în calitate de partener de încredere, sprijină Porsche în dezvoltarea de produse și procese. La aproximativ o oră de mers cu mașina de Bratislava, aici vor fi produse modulele de baterii pentru noul Cayenne Electric.
Integrarea strânsă cu Porsche Werkzeugbau a fost un factor cheie în succesul proiectului, deoarece expertiza din producția de prototipuri a putut fi transferată fără probleme la producția de serie. Construcția halei de producție, cu o suprafață de 40.200 de metri pătrați, a început în ianuarie 2023. Instalarea echipamentelor de producție a început în septembrie același an. Datorită colaborării intense dintre responsabilii cu dezvoltarea tehnică din Weissach și planificarea producției din Zuffenhausen, proiectul a fost finalizat în timp record. În mai 2024, fabrica a produs primul modul finit.
Într-un proces de fabricație complex și precis orchestrat, 32 de celule de baterie individuale sunt combinate pentru a crea un modul complet. Șase dintre aceste module formează împreună bateria de înaltă tensiune utilizată în Cayenne Electric.
Procesul de producție al modulului cuprinde, în esență, următoarele etape
- ESD și curățenie: pe parcursul întregului proces de producție, se aplică cele mai înalte standarde de protecție ESD (descărcare electrostatică) și curățenie. Aceste standarde stricte asigură o capacitate excelentă a procesului în fiecare etapă de producție, precum și nivelul maxim posibil de calitate al modulelor de baterii de înaltă tensiune finite.
- Pregătirea celulelor: celulele tip pungă sunt mai întâi testate și pregătite pentru etapele de producție ulterioare.
- Formarea stivei: celulele sunt stivuite una peste alta, acordându-se atenție poziționării precise, spațiului fin specificat și aliniamentului uniform al conectorilor electrozilor.
- Inserarea suporturilor de celule și pregătirea lamelor celulelor: stivele de celule sunt inserate în suporturile de celule respective. Lamele celulelor sunt apoi poziționate și pregătite pentru procesul de sudare.
- Sudarea cu laser a lamelor celulelor: lamele celulelor sunt unite folosind un proces automatizat de sudare cu laser. Acest proces asigură atât contactul electric, cât și legarea mecanică. Se efectuează verificări continue ale calității îmbinărilor și stivelor.
- Aplicarea spumei: se adaugă un material spumos pentru a stabiliza și proteja stivele de celule.
- Integrarea modulului: patru stive de celule testate sunt introduse într-o carcasă de modul și fixate în poziție.
- Umplerea spațiilor libere: un material de umplere termoconductor este introdus între celule și stive de celule, îmbunătățind și mai mult disiparea căldurii.
- Lipirea plăcilor de răcire: carcasa modulului este apoi lipită de plăcile de răcire pentru a asigura o conexiune permanentă și eficientă din punct de vedere termic a stivelor de celule.
- Asamblarea și sudarea plăcii superioare: odată ce stivele de celule au fost introduse, placa superioară este așezată și sudată, asigurând un ansamblu modular complet închis.
- Teste de final de linie: în final, se efectuează teste de etanșeitate și diverse verificări electrice, precum și verificări dimensionale, inspecții vizuale, teste de funcționare și măsurători de izolație. Acest lucru asigură că toate celulele sunt sudate, lipite și conectate electric în mod corect.
- Expediere: odată ce testarea este finalizată, modulele sunt pregătite pentru expediere. Un contractor extern asamblează apoi bateria completă de înaltă tensiune din șase module individuale.
Control complet al calității
Unitatea de producție de module de ultimă generație efectuează achiziția datelor de proces în timp real, ceea ce garantează transparență și control complet în fiecare etapă a producției. Înainte ca un modul de baterie să părăsească fabrica, toate criteriile de calitate sunt verificate, iar toate datele de producție sunt arhivate în siguranță în cloud. Acest lucru înseamnă că fiecare modul care este aprobat a fost supus unui control continuu al calității pe parcursul procesului de fabricație. Astfel, fabrica poate accesa și furniza imediat datele relevante și poate asigura trasabilitatea completă chiar și după mulți ani.
Pe lângă calitatea produsului, Porsche verifică și performanța bateriei, în special în ceea ce privește durata de viață și capacitatea de încărcare. În acest scop, bateriile nou produse sunt validate în condiții de laborator în centrul de analiză al companiei – la fel ca și componentele conexe care provin în prezent din vehicule de testare. Pentru a se asigura că bateria de înaltă tensiune îndeplinește standardele de calitate exigente ale Porsche, sunt simulate condiții extreme – cum ar fi expunerea la căldură de la 60 la 100 de grade Celsius – și se efectuează un test de imersie.
În etapa următoare de fabricație, un furnizor echipează modulele bateriei cu cabluri de înaltă tensiune și conectorii corespunzători. Acestea sunt apoi transportate „just in sequence” (JIS) la linia de asamblare din fabrica din Bratislava.
Tehnologie cheie dezvoltată intern
Porsche a dezvoltat modulele bateriei pentru noul Cayenne în întregime de la zero, nefiind preluate ușor de la Taycan. Și în loc să se bazeze pe soluții externe, producătorul de mașini sport păstrează controlul asupra factorilor cruciali. La urma urmei, bateria de înaltă tensiune este mult mai mult decât un simplu dispozitiv de stocare a energiei – ea determină performanța, eficiența și utilizabilitatea zilnică a întregii mașini.
Arhitectura modulară a bateriei Porsche este concepută special pentru a fi adaptată viitorului. Scalabilitatea și flexibilitatea designului permit adaptarea la diferite derivate ale vehiculului și niveluri de performanță. De asemenea, reparabilitatea a fost luată în considerare încă de la început! De exemplu, modulele individuale ale bateriei sunt interschimbabile și pot fi înlocuite, iar componentele electronice ale stivelor de celule sunt ușor accesibile datorită capacelor de service special concepute.
Decizia de a dezvolta bateria în cadrul companiei a permis un proces de dezvoltare eficient și simplificat. Mai presus de toate, aceasta a asigurat că nu au fost necesare compromisuri în ceea ce privește standardele și caracteristicile specifice produselor Porsche. O listă ambițioasă de criterii de specificații a definit cerințele încă din faza incipientă: bateria modelului Cayenne complet electric trebuia să aibă o capacitate energetică cu aproximativ 15% mai mare decât cea a modelului Taycan actual – atingând astfel densitatea energetică maximă a celulelor. De asemenea, s-a decis că bateria trebuie să stabilească noi standarde atât în ceea ce privește puterea de ieșire (importantă pentru performanță, cum ar fi accelerația de la 0 la 200 km/h), cât și puterea de intrare (importantă pentru recuperare și încărcare).
Decizia Porsche de a utiliza celule de tip pungă subliniază acest obiectiv. Celulele de tip pungă sunt mult mai complexe de dezvoltat și de produs decât alte formate de celule, dar oferă avantaje decisive în ceea ce privește performanța și ambalarea! Având în vedere necesitatea unei puteri ridicate și a unei greutăți reduse în ceea ce privește performanța generală, acest lucru oferă avantaje semnificative, care sunt de o importanță crucială pentru o mașină sport.
Gestionarea termică joacă, de asemenea, un rol central – și este un factor care este luat în considerare chiar și la nivel de celulă individuală la Porsche. Cerințele termice ridicate sunt luate în considerare încă de la început, de exemplu prin toleranțe extrem de stricte în cadrul stivei de celule și conectarea precisă a sistemului de răcire. Deoarece pe piață nu exista o soluție de răcire adecvată, Porsche a decis să dezvolte propriul sistem inovator de răcire dublă!
Sistemul general al bateriei este complex și impune cerințe foarte ridicate în ceea ce privește dezvoltarea și producția. Aici intervine un alt avantaj strategic: cu Porsche Werkzeugbau GmbH, producătorul de mașini sport poate beneficia de zeci de ani de experiență în producție și fabricarea de scule. Filiala deține know-how-ul necesar pentru a implementa tehnici sofisticate de producție și pentru a oferi integrare funcțională la cel mai înalt nivel. Strategia de producție și structura Smart Battery Shop au fost definite de Porsche Werkzeugbau GmbH. Apropierea dintre baterie și caroserie este rezultatul lanțului de dezvoltare integrat.
Dezvoltarea și producția internă a modulelor de baterii reprezintă, așadar, un pas logic către transpunerea standardelor de performanță Porsche în era mobilității electrice. Aceasta creează baza pentru ca Porsche să-și transfere ADN-ul în viitorul electric fără compromisuri.
Chimie celulară inovatoare și gestionare termică inteligentă
Noul Cayenne Electric este echipat cu ceea ce se numește o baterie de înaltă tensiune cu funcții integrate. Cu acest design, bateria devine parte integrantă a structurii caroseriei și îndeplinește și alte funcții în afară de stocarea energiei. Această abordare reduce greutatea și permite un interior mai spațios. În același timp, bateria cu funcții integrate crește rigiditatea caroseriei mașinii și coboară și mai mult centrul de greutate, făcând Cayenne Electric și mai receptiv și mai agil la condus.
Bateria de înaltă tensiune, care a fost dezvoltată de la zero, are o capacitate energetică brută de 113 kWh. Combinată cu arhitectura sa de 800 de volți și sistemul de propulsie eficient, aceasta permite o autonomie pe distanțe lungi de peste 600 de kilometri. În comparație cu Taycan, bateria din Cayenne are mai puține celule, dar ele sunt semnificativ mai mari; bateria sa litiu-ion este formată din șase module și 192 de celule mari.
Tipul de celule utilizate este cunoscut sub denumirea de celule tip pungă. O folie flexibilă din aluminiu-polimer înconjoară stiva de electrozi. Anodul este compus în principal din grafit, plus șase procente de siliciu. Anozii din grafit oferă o stabilitate mecanică ridicată și o stabilitate excelentă a ciclului. De cealaltă parte, siliciul crește densitatea energetică specifică și îmbunătățește capacitatea de încărcare rapidă.
Pentru catozi se utilizează nichel-mangan-cobalt-aluminiu (NMCA). Pentru a obține cea mai mare densitate energetică posibilă, în materialul NMCA se utilizează o proporție deosebit de mare de nichel, cu un conținut de nichel de 86%. Utilizarea suplimentară a aluminiului crește conținutul de energie și îmbunătățește și mai mult stabilitatea electrică, ceea ce, la rândul său, are un efect pozitiv asupra duratei de viață a celulei. Concluzia este că bateria Cayenne atinge o densitate energetică cu aproximativ 7% mai mare decât cea a modelului Taycan.
Gestionarea termică inteligentă contribuie în mod semnificativ la performanța ridicată de încărcare și la durata lungă de viață a bateriei de înaltă tensiune. O inovație cheie este strategia de răcire a bateriei de înaltă tensiune – în Cayenne Electric, se utilizează pentru prima dată două plăci de răcire! Acestea sunt capabile să răcească sau să încălzească bateria de sus și de jos, după cum este necesar, permițând menținerea mai eficientă a intervalului optim de temperatură.
Articolul (foto) Bateria noului Porsche Cayenne Electric a fost concepută de la zero și iată prin ce este interesantă apare prima dată în Autoblog.md.