Techniek: Porsche Macan (2024) op batterijen, zo werkt dat

Hoe elektrisch wordt Porsche?

Waar een aantal autofabrikanten inzet op een volledig elektrisch modelprogramma geeft Porsche aan dat in 2030 80 procent van zijn nieuw verkochte auto’s een EV zal zijn; 20 procent houdt dus een verbrandinsgmotor. Om dat te bereiken, zullen naast de Taycan nog meer elektrische modellen verschijnen, de eerste al dit jaar: de nieuwe, volledig elektrische Macan. Daarna komen de elektrische versies van de 718 (Boxster/Cayman), kort daarop gevolgd door een Cayenne EV en vervolgens een SUV boven de Cayanne (werktitel: K1). Hoe de nieuwe Macan er precies uit gaat zien, vertellen we je zeer binnenkort. Nu duiken we alvast met je in de techniek van die naar Porsche-maatstaven compacte SUV, waarvan de sportwagenfabrikant-in-transitie zegt dat het in alle opzichten een echte Porsche is.

Vanaf 2030 moet 80 procent van de nieuwe Porsches aan de lader.

Waar wordt de elektrische Porsche Macan gebouwd?

Voor de informatie-deep dive zijn we in Leipzig. In de Porsche-fabriek in de voormalige DDR lopen de huidige Macan en de Panamera gebroederlijk door elkaar van de lopende band. Ook de nieuwe Macan zal hier worden geproduceerd. Tijdens ons bezoek zien we er af en toe al een op de band voorbijkomen: voorseriemodellen. Die voorseriemodellen worden gebouwd om de productielijn klaar te maken voor de nieuwe auto en waar nodig bij te stellen. Alleen al voor het in elkaar zetten van de aluminium carrosserieën zijn er ruim 800 robots. Dat vraagt fine-tuning, net als bij de 3,5 kilometer aan assemblagelijn. Uiteraard worden met de bouw van de voorserieauto’s ook de medewerkers vertrouwd gemaakt met de elektrische Macan.

Personeel en robots worden in Leipzig voorbereid op de productie van de elektrische Macan.

Welk platform gebruikt Porsche voor de Macan?

Uitgangspunt voor de nieuwe Macan is het PPE (wat staat voor Premium Platform Electric), de modulaire basis voor elektrische auto’s die Porsche samen met Audi heeft ontwikkeld. Al eerder reden we met een prototype van Audi’s eerste PPE-model, de Q6 E-tron. Daarna dachten we dat we alles wel wisten over dat platform. Na een bezoek aan de Porsche-fabriek in Leipzig (waar de Macan al in voorserie van de band loopt) blijkt er nog genoeg te vertellen over de mogelijkheden binnen de PPE-architectuur.

De Porsche Macan zal in eerste instantie zijn PPE-platform delen met de Audi Q6 e-tron. Later zullen er nog meer modellen volgen.

Hoe wordt de Macan gevoed?

Onder de vlakke vloer krijgt de Macan een 570 kg wegend lithium-ionaccupakket met een bruto capaciteit van rond de 100 kWh. De accu bestaat uit twaalf modules met elk 15 prismacellen (die mocht het onverhoopt nodig zijn per module kunnen worden vervangen). Ten opzichte van eerdere accugeneraties is in de chemische samenstelling van de kathode (de pluspool van de accucel) de hoeveelheid van het zeldzame aardmetaal kobalt met 60 procent teruggedrongen, terwijl er relatief meer nikkel wordt gebruikt. De verhouding tussen nikkel, kobalt en mangaan is bij de nieuwe Macan 8:1:1, waar een verhouding van 6:2:2 binnen de auto-industrie tot voor kort de standaard was. Nikkel zorgt voor hogere laadpieken en kobalt is een grondstof waarvan de autobouwers vanwege de lastige herkomst zo min mogelijk afhankelijk willen zijn. Dankzij de gekozen samenstelling ligt de energiedichtheid van de accu ongeveer 30 procent hoger dan bij oudere generatie accu’s.

De accu heeft een werkgebied van -30 tot +60 °C. Het meest is hij in zijn element tussen de 20 en 30 °C. Dan zal het ongeveer 22 minuten duren om de batterij van 10 tot 80 procent op te laden. Doordat de accu net als bij de Audi Q6 e-tron werkt met 800 volt kan het laadvermogen pieken bij 270 kW en afgaand op grafieken die Porsche laat zien kan die piek relatief lang vast worden gehouden. Dit vooral ook dankzij een intensief temperatuurmanagement én het hogere aandeel nikkel in de kathode. Laden kan uiteraard met 800 volt, maar dan moet je wel bij een snellader staan die met 800 volt werkt. Als je bij een oudere snellader staat die met maximaal 400 volt werkt, hoeft dat overigens geen probleem te zijn, zeggen ze bij Porsche. In het accupakket schakelen hoogspanningsschakelaars – voordat het daadwerkelijke laden begint – de accu dan namelijk in tweeën. Je hebt dan in feite twee accu’s van 400 volt die parallel kunnen worden geladen door één 400 volt-lader. Mocht het nodig zijn, dan zal het accumanagementsysteem eerst zorgen dat de ladingstoestand van beide accuhelften op hetzelfde niveau wordt gebracht voordat ze samen in sneltreinvaart worden opgeladen.

Voor een optimale gewichtsverdeling zit de achterste motor achter de achteras. Dat zijn ze bij Porsche zo gewend.

Hoe wordt de Macan aangedreven?

Ontladen kan het accupakket trouwens ook in sneltreinvaart: wanneer de accu bij een temperatuur van 25 °C voor 90 procent is geladen, kan hij een piek van 495 kW leveren. Dat is genoeg voor de twee elektromotoren, die samen goed zijn voor ongeveer 450 kW (612 pk). Het totale koppel van de twee motoren ligt boven de 1.000 Nm. Die elektromotoren zijn zowel voor als achter synchroonmachines met permanente magneten (PSM). Inductiemotoren oftewel asynchroonmotoren (ASM), zoals Audi die in de Q8 e-tron gebruikt, laten ze bij Porsche links liggen. Volgens Antoon Janssen, bij Porsche verantwoordelijk voor de aandrijftechniek van de Macan, is dat niet alleen vanwege een ongunstiger verhouding tussen prestaties en gewicht: “ASM’s reageren ook te traag om bij de voertuigdynamiek van een Porsche in de pas te lopen. Wel is bij het PPE al rekening gehouden met de mogelijkheid om in de toekomst motoren met elektromagneten in te bouwen (EESM).”

Welke aandrijfvarianten komen er van de nieuwe Porsche Macan?

Bij de presentatie in Leipzig wordt vooralsnog gesproken over twee vermogensvarianten van de Macan, een basisversie en een ‘top-of-the-range’-model. Aan de voorkant hebben beide versies dezelfde motor met een diameter van 210 millimeter en een actieve lengte van 100 mm. Achter heeft de basisversie een motor met een diameter van 210 mm en een actieve lengte van 200 mm, terwijl dat bij het topmodel 230 en 210 mm is. Dit soort getallen klinkt wellicht een beetje abstract, maar de diameter en de actieve lengte van de rotor zijn bepalend voor het koppel dat een motor kan leveren. Als de diameter groter wordt, wordt ook de arm waarop een kracht werkt groter en dus ook het koppel. Wordt de rotor langer, dan neemt eveneens het koppel toe. Een twee maal zo lange rotor kan tenslotte ook twee maal zoveel koppel leveren. Uiteraard speelt ook het krachtenspel tussen de statorspoelen en de permanente magneten in de rotor een rol. Indien dat voor en achter gelijk zou zijn, zou de achterste motor van de basisversie met zijn twee maal zo grote actieve lengte (200 tegen 100 mm) maar wel gelijke diameter (210 mm) een twee maal zo groot koppel kunnen leveren dan de voorste motor. Vervolgens is vermogen het product van het koppel maal het toerental.

Ten opzichte van de motoren in de Taycan krijgen die in de Macan een verder verbeterde koeling, waardoor ze zonder oververhit te raken voor vergelijkbare prestaties compacter kunnen zijn (de Taycan Turbo en Turbo S pieken bij respectievelijk 680 en 761 pk). Over het koppel van de Macan-motoren zijn ze bij Porsche blijkbaar meer dan tevreden. Waar de achterste motor in de Taycan nog via een tweetraps automaat (voor een kortere overbrenging bij het wegrijden) de wielen aandrijft, heeft de Macan zowel voor als achter vaste overbrengingen.

Past Porsche one pedal driving toe?

Net als bij de Taycan blijft Porsche ook bij de Macan van mening dat je remt met een rempedaal. One pedal driving laten ze over aan Audi, waar je de Q6 e-tron in de B-stand grotendeels alleen met het gaspedaal kunt bedienen. Wanneer je bij de Macan het gas loslaat, wordt er met maximaal 0,6 m/s2 vertraagd. Dat is meer uitrollen dan afremmen. Wanneer je het rempedaal intrapt, wordt er tot 4,3 m/s2 regeneratief afgeremd. Dat is best fors. Bij de Audi houdt het (net als bij de meeste EV’s) op bij 3 m/s2 voordat de schijfremmen bijspringen. Ter indicatie: bij een noodstop kan de vertraging oplopen tot ongeveer 1 g, wat overeenkomt met 9,81 m/s2. Wordt er maximaal op de motoren geremd, dan wekken die samen 240 kW op; uit efficiëntie-oogpunt achter iets meer dan voor, zonder dat dat invloed moet hebben op de voertuigstabiliteit. Nu we het toch over stabiliteit hebben: wanneer je het rustig aan doet, wordt de Macan alleen door de achterste motor aangedreven. De voorste motor draait loos mee, maar wordt niet fysiek losgekoppeld zoals bij  de Mercedes EQE SUV het geval is om nog net dat laatste beetje energie te besparen. Dat koppelen kost tijd (weliswaar minimaal) en zelfs een fractie van een seconde vinden ze bij Porsche al te lang. Het kan onder sommige omstandigheden invloed hebben op de koersstabiliteit.

Voor optimale voertuigbeheersing beschikt de Macan niet over one pedal driving.

Wat voor onderstel geef je een elektrische SUV mee?

Voor een optimale gewichtsverdeling heeft Porsche de achterste motor enigszins achter de achteras geplaatst (wat uiteraard relatief is vergeleken met wat we kennen van de 911). De gewichtsverdeling over voor- en achteras bedraagt daardoor 48:52. Hierdoor is er een evenwichtige balans en genoeg druk op de achterwielen om het direct beschikbare koppel kwijt te kunnen. De topversie krijgt achter een elektronisch geregeld limited-slipdifferentieel mee. Daarnaast wordt er bij beide versies torque vectoring gecreëerd met subtiele remingrepen (binnen 10 milliseconden). Vierwielbesturing (achter tot maximaal 5 graden) moet tot snelheden van ongeveer 80 km/h zorgen voor een meter winst in de draaicirkel. Afhankelijk van de omstandigheden beginnen de achterwielen tussen de 80 en 130 km/h de andere kant uit te sturen voor extra koersstabiliteit.

In basis staat de Macan op stalen schroefveren, optioneel in combinatie met elektronisch geregelde schokdempers, in Porsche-jargon ook wel bekend als PASM (Porsche Active Suspension Management). Door toepassing van twee kleppen per demper zijn bij die PASM-dempers de in- en uitgaande beweging individueel te regelen. Waar we bij andere Porsche-modellen actieve stabilisatorstangen zien, krijgt de Macan die niet, ook niet als optie. De topversie krijgt luchtvering en standaard PASM mee. In de Sport Plus-rijmodus wordt daarmee de auto 30 mm dichter naar het asfalt gebracht, terwijl in de Offroad-stand (het is per slot van rekening wel een SUV) de auto 40 mm omhoog komt, voor extra bodemvrijheid. Mocht dat trouwens niet genoeg zijn: om het accupakket te beschermen, is de batterij aan de onderkant gepantserd met een grote plaat van een glasvezelversterkte composietmateriaal.

Met luchtvering staat de elektro-SUV ook offroad zijn mannetje.

Wat is de eerste indruk?

Bij de fabriek in Leipzig ligt een testbaan met daarin opgenomen een aantal beroemde stukken circuit, waaronder de Karussel uit de Nordschleife, de voormalige Busstop van Spa Francorchamps en de Corkscrew van Laguna Seca. En alsof strak asfalt niet genoeg is, is er ook nog een stuk voormalig Oost-Duits militair oefenterrein.

Zittend op de bijrijdersstoel wordt ons door een onderstel-ingenieur alvast een voorproefje gegeven van waar de grenzen van deze auto liggen. We zitten stevig ingesnoerd. Dat is maar goed ook, zowel op als naast het asfalt worden we alle kanten heen geslingerd. Op hoge snelheid gedraagt de elektrische Macan zoals we dat van een SUV met Porsche-logo’s mogen verwachten en offroad klimt en klautert de auto ongehinderd tegen hellingen met de meest beroerde ondergrond op. Om het zo natuurlijk mogelijk te laten overkomen, slaagt de elektronica erin om zowel op het circuit als in het terrein onderstel en aandrijflijn continu te laten doen wat ze moeten doen, keurig op de achtergrond, nagenoeg ongemerkt. We kijken uit naar het moment dat we binnenkort zelf de auto de sporen kunnen geven.

Stuurmanskunst of elektronisch vangnet? De elektrische Porsche Macan geeft geen krimp.