Porsche feilt an E-Performance für künftige Serienmodelle

Im Jahr 2030 strebt der Stuttgarter Sportwagenhersteller bei seinen Neuauslieferungen dann einen vollelektrischen Anteil von mehr als 80 Prozent an. Um diese Ambition erreichen zu können, setzt das Unternehmen unter anderem auf die Premium Platform Electric (PPE).

Die Plattform soll Porsche die Chance eröffnen, volumenstarke Modelle mit hohem technischen Anspruch wirtschaftlich rentabel auf den Markt zu bringen und damit einen weiteren, wichtigen Teil des Portfolios zu elektrifizieren.

Zusammen entwickelt von Porsche und Audi

Mit der PPE haben Porsche und Audi gemeinsam eine Architektur für vollelektrische Fahrzeuge entwickelt. Mit dieser lassen sich die Vorteile einer reinen Elektroplattform in vielerlei Hinsicht nutzen – so zum Beispiel bei Package und Raumangebot. Gleichzeitig bietet die Architektur bei Radstand, Spurweite und Bodenfreiheit so viel Spielraum, dass unterschiedliche Modelle darauf realisiert werden können – auch in verschiedenen Segmenten. Zugleich erlaubt diese Flexibilität, dass Porsche-Modelle weiterhin ihren starken, eigenständigen Charakter haben.

Erster Porsche auf Basis der PPE wird der vollelektrische Macan sein. Mit seiner 800-Volt-Architektur, leistungsstarken Elektromotoren der neuesten Generation und einem modernen Batterie- und Lademanagement bietet dieses Modell die für Porsche typische E-Performance. Der Nachfolger des erfolgreichen Kompakt-SUV soll das sportlichste Modell in seinem Segment werden. Neben reproduzierbaren Best-in-Class-Fahrleistungswerten gehören eine langstreckentaugliche Reichweite und hochleistungsfähiges Schnellladen zu den Entwicklungszielen.

Für ein sportlich-dynamisches Fahrgefühl setzen die Entwickler in den Top-Versionen auf eine elektronisch geregelte Quersperre und den sogenannten Performance-Hinterwagen. Hinzu kommt eine leistungsstarke E-Maschine, die hinter der Hinterachse platziert ist. Sie ermöglicht eine heckdominante Allrad-Applikation über ein breites Spektrum hinweg. Zudem fördert sie in Verbindung mit der dynamischen Momentenverteilung des Allradantriebs eine hohe Agilität beim Herausbeschleunigen aus Kurven.

Die PPE erlaubt ein breites Modellangebot mit Heck- und Allradantrieb und verschiedenen Leistungsstufen. Die Systemleistung soll zunächst einmal bis zu rund 450 kW betragen, das maximale Drehmoment über 1.000 Nm.

Wie beim Taycan setzt Porsche bei der nächsten Macan-Generation auf die 800-Volt-Technologie. Diese sorgt für eine hohe Dauerleistung, reduziert die Ladedauer deutlich und verringert das Gewicht sowie den benötigten Bauraum der Hochvolt-Verkabelung. Eine weitere Parallele stellen die von Porsche verwendeten Permanenterregten Synchron-Elektromaschinen (PSM) mit Hairpin-Wicklung dar. Bei dieser Konstruktion ist der Rotor des Wechselstrommotors mit Permanentmagneten bestückt. Sie erzeugen ein ständiges Magnetfeld im Motor. Im Vergleich zu Asynchronmotoren (ASM) bieten PSM höhere Leistungs- und Drehmomentdichten, einen höheren Wirkungsgrad sowie eine bessere Reproduzierbarkeit der Leistungsabgabe.

Beim vollelektrischen Macan sollen ausschließlich PSM der neuesten Generation zum Einsatz kommen. Zur Maximierung der Leistungsdichte wurde die Wassermantelkühlung im Vergleich zum Taycan optimiert. Weitere umfangreiche Optimierungen bei den PSM betreffen beispielsweise den sogenannten Doppel-V-Blechschnitt, also die Anordnung der Magnete innerhalb der Rotoren.

Einen großen Schritt hat die Entwicklung der Leistungselektronik gemacht: Zur Optimierung des Wirkungsgrads kommt als Halbleitermaterial im Pulswechselrichter (PWR) an der Hinterachse Siliziumkarbid (SiC) statt Silizium zum Einsatz. Dies reduziert die Schaltverluste im PWR erheblich und macht höhere Schaltfrequenzen möglich.

Batterie: In weniger als 25 Minuten von fünf auf 80 Prozent Ladestand

Sämtliche Elektro-Macan tragen im Unterboden eine Lithium-Ionen-Batterie mit einer Gesamtkapazität von rund 100 kWh. Diese Dimensionierung entspricht der Porsche-Philosophie. Im Spannungsfeld zwischen Reichweite, Performance und Nachhaltigkeit fokussiert sich das Unternehmen auf die Reisedauer. Eine leistungsfähige Batterie- und Ladetechnik ist hier der entscheidende Schlüssel.

Der Akku im künftigen vollelektrischen Kompakt-SUV von Porsche besteht aus zwölf Modulen mit prismatischen Zellen. Das Mischungsverhältnis von Nickel, Kobalt und Mangan beträgt 8:1:1. Dabei erreicht die Batterie eine hohe Energiedichte. Dank 800-Volt-Technik soll die erste PPE-Modellreihe von Porsche mit einer noch höheren Ladeleistung als den 270 kW des Taycan aufgeladen werden können. An entsprechend leistungsfähigen Schnellladestation lässt sich der Ladestand der Batterie so in weniger als 25 Minuten von fünf auf 80 Prozent erhöhen.