La performance à l’état pur

Le Taycan démarre en passant la première vitesse, pédale de frein actionnée. Le démarrage peut aussi être effectué par une pression sur un bouton. Tout comme la serrure de contact des modèles Porsche traditionnels, la touche Power est située à gauche, derrière le volant.

Les moteurs électriques : moteurs synchrones à bobinage en épingle à cheveux « hairpin »

Le nouveau Taycan dispose d’une propulsion arrière. Son architecture d'entraînement comprend un moteur synchrone à excitation permanente sur l'essieu arrière et, comme les autres modèles, une boîte de vitesses à deux rapports.

Le Taycan 4S, le Taycan Turbo et le Taycan Turbo S possèdent deux moteurs électriques particulièrement efficaces sur les essieux avant et arrière. Ils disposent donc d’une transmission intégrale. Le taux de disponibilité élevé des « moteurs synchrones à excitation permanente » bénéficie, à la fois, à l’autonomie et au régime permanent de l’entraînement. Le moteur électrique, la boîte de vitesses et l’électronique de puissance sont rassemblés pour former un module d’entraînement compact. Le module d’essieu arrière est monté parallèlement à l’essieu. L’électronique de puissance est logée dans une position dite « en saillie » pour ne pas réduire le volume du coffre. Grâce à sa conception coaxiale, le module d’essieu avant est intégré à l’avant du véhicule dans un espace très réduit.

Les moteurs synchrones à excitation permanente disposent d’un rotor à aimants permanents de haute qualité qui génère un champ magnétique naturel. Par conséquent, le rotor se déplace de manière synchrone au champ magnétique rotatif du stator, c’est pourquoi on parle d’un moteur synchrone à excitation permanente. L’onduleur à impulsions spécifie la fréquence du champ rotatif dans le stator et définit ainsi le régime du rotor. Grâce à leur structure et leur fonctionnement ainsi qu’à leur excellent comportement thermique, les moteurs synchrones à excitation permanente sont en mesure de fournir la performance exceptionnelle typique de Porsche.

Une particularité des moteurs électriques du Taycan est le bobinage en épingle à cheveux ou « hairpin ». Sur ce type de moteur, les bobines du stator sont constituées de fils rectangulaires plutôt que ronds. Les fils sont pliés et leur forme – avant d’être insérés dans le paquet métallique du stator – rappelle celle des épingles à cheveux, d’où le nom de « hairpins ». Les extrémités ouvertes sont jointes par soudage à l’aide d’un faisceau laser. La technologie des épingles à cheveux repose sur un procédé de fabrication complexe, mais elle permet d’emballer les fils de façon plus dense, ce qui apporte plus de cuivre dans le stator. Alors que les méthodes de bobinage conventionnelles ont un facteur de remplissage en cuivre de 45 à 50 pour cent, le facteur des bobinages en épingle à cheveux est supérieur, à tout juste 70 pour cent, et permet donc d’augmenter la puissance et le couple tout en conservant le même volume. Autre avantage important : un stator en épingle à cheveux peut être refroidi beaucoup plus efficacement.

Le moteur synchrone refroidi par liquide sur l’essieu avant a une longueur active de 160 millimètres et un diamètre actif de 190 millimètres. Le moteur synchrone sur l'essieu arrière est sur le Taycan 4S un peu plus compact que celui de ses modèles frères : sur le Taycan 4S, le moteur électrique au niveau de l’essieu arrière mesure 130 millimètres de long et 245 millimètres de diamètre (sur le Taycan Turbo et sur le Taycan Turbo S, respectivement 210 et 245 millimètres). Globalement, les modules se démarquent par leur densité de puissance, la plus élevée (kW par litre d’espace de montage) de tous les moteurs électriques actuellement disponibles sur le marché.

Les onduleurs à impulsions régulent les moteurs

L'onduleur à impulsions ou électronique de puissance est l'élément de construction déterminant de l'entraînement des moteurs électriques. Sur l e Taycan, un onduleur à impulsions est monté sur chaque module d’entraînement des essieux avant et arrière. Le courant continu fourni par la batterie est converti par les onduleurs à impulsions en courant alternatif pour alimenter les moteurs électriques. L’inverse se produit au niveau des freins : le courant alternatif obtenu pendant la récupération est converti en courant continu pour charger la batterie. Sur le Taycan Turbo S, un onduleur à impulsions est monté sur l’essieu avant avec un ampérage maximal de 600 ampères (Taycan 4S et Taycan Turbo, 300 ampères), tandis que l’ampérage maximal sur l’essieu arrière est 600 ampères sur tous les modèles. Les deux onduleurs à impulsions fonctionnent avec une efficacité remarquablement élevée proche de 98 pour cent.

Transmission : boîte de vitesses à deux rapports unique chez Porsche

Sur l’essieu avant, la puissance du moteur électrique est transmise aux roues avant par l’intermédiaire d’un engrenage épicycloïdal d’entrée coaxial compact avec une transmission globale d’environ 8/1 à un différentiel léger à pignons droits intégré.

La boîte de vitesses à deux rapports montée sur l’essieu arrière du Taycan est une innovation développée par Porsche. Le premier rapport fournit au Taycan une accélération encore plus puissante dès le départ, tandis que le deuxième rapport allongé garantit une efficacité élevée et d’importantes réserves de performances, même en cas de très grandes vitesses.

La boîte de vitesses à deux rapports s’appuie sur trois arbres. En plus des deux étages de pignons droits, qui représentent techniquement le rapport de multiplication du deuxième rapport, un train épicycloïdal commutable est utilisé pour permettre la démultiplication correspondante au premier rapport de conception très courte. Environ 15 tours du moteur correspondent à un tour de roue, ce qui donne un couple de roue très élevé, soit une accélération époustouflante au départ.

Le premier rapport s’emploie essentiellement pour les modes de conduite « Sport » et « Sport Plus ». Ces modes sont également dotés d’un contrôle de lancement (Launch Control). Dans ce cas, la boîte de vitesses reste relativement longtemps au premier rapport, puis passe au second rapport avec un surcroît de puissance au passage des rapports.

Au second rapport, la puissance est transmise à l’essieu avant dans un rapport d’environ 8/1. Huit tours du moteur électrique correspondent donc à un tour de roue. Cela permet d’atteindre une vitesse de pointe typique des voitures de sport, et des réserves d’accélération à grande vitesse. Le différentiel de l’essieu arrière est équipé en option d’un blocage transversal réglable.

Récupération : récupérer beaucoup d’énergie

Dans les véhicules à moteur à combustion, l’énergie cinétique présente au niveau des freins est convertie en chaleur lors de la décélération. Dans les véhicules électriques, il est possible de récupérer une grande partie de cette énergie cinétique, d’utiliser les moteurs électriques comme générateur pendant la décélération et d’alimenter la batterie avec l’électricité produite.

Sur la base de ces fonctionnalités, Porsche choisit de s’engager dans de nouvelles voies avec le Taycan :

• La performance de récupération possible peut atteindre 265 kW, elle est donc nettement supérieure à celle de la concurrence. Les décélérations de jusqu’à 3,8 m/s 2 sont récupérées.
• En relâchant la pédale d’accélération, la Taycan est a priori conçue pour rouler ou naviguer le plus loin possible ; l’énergie cinétique disponible est réservée au trajet à parcourir.
• La récupération se produit lors de l’actionnement de la pédale de frein, avec une récupération d’énergie très élevée, comme mentionné ci-dessus.

La stratégie de commander la récupération principalement via la pédale de frein assure un comportement de décélération reproductible et prévisible au client, indépendamment de la charge et de la température de la batterie. Preuve des tests de conduite : grâce aux bonnes performances de récupération du Taycan allant jusqu’à 265 kW, près de 90 % des freinages du quotidien se produisent uniquement via les moteurs électriques, sans activation des freins de roues. C’est pourquoi Porsche préconise, pour la première fois, un intervalle de remplacement des garnitures de frein en fonction de la durée d’utilisation : il faut les remplacer au bout de six ans.

Les modes de conduite : à vous de choisir entre une grande autonomie ou une sportivité maximale

Le profil des modes de conduite du nouveau Taycan suit la même philosophie de base que les autres modèles Porsche. S’y ajoutent des réglages spéciaux qui permettent d’exploiter au mieux les possibilités d’un entraînement purement électrique. Quatre modes de conduite sont disponibles : « Range », « Normal », « Sport », et « Sport Plus ». Le mode « Individual » permet également de configurer de manière individuelle les différents systèmes. Les modes « Sport Plus » et « Individual » ont pour prérequis le pack Sport Chrono et par conséquent également le sélecteur de mode intégré au volant.

« Range »

En mode « Range », le Taycan est particulièrement efficace. La vitesse maximale est limitée à 90 à 140 km/h (réglable), mais elle reste modifiable à tout moment à l’aide de la pédale d’accélération. Ce mode se distingue par une répartition optimale et efficace de la puissance aux quatre roues motrices. Les volets d’air de refroidissement, le niveau du châssis (-22 millimètres) et le becquet arrière sont réglés sur une traînée minimale. La climatisation, les pompes hydrauliques, la suspension pneumatique ou encore les phares de route fonctionnent avec une efficacité maximale.

« Normal »

Dans le modèle de base, le Taycan fournit sa puissance linéairement. L’entraînement est appliqué de manière efficace aux quatre roues. Les soupapes d’air de refroidissement ne s’ouvrent qu’en cas de besoin. Le becquet arrière est réglé en fonction de la vitesse. Le châssis est abaissé selon les besoins. La climatisation et le tempostat régulateur de distance sont contrôlés sans restriction. La suspension pneumatique offre un confort total.

« Sport »

Les modes « Sport » et « Sport Plus » offrent les performances les plus élevées en termes de transmission. Les souhaits des conducteurs sont mis en pratique de manière dynamique. Les quatre roues motrices transmettent la force motrice à l’arrière et sont commandées dynamiquement. La stratégie de refroidissement et de chauffage de la batterie est conçue pour la performance. Les soupapes d’air de refroidissement sont réglées thermiquement, c’est-à-dire en fonction de la puissance de refroidissement requise, tandis que le becquet arrière est fonction de la vitesse. La climatisation est contrôlée sans restriction, le tempostat régulateur de distance est plus dynamique (l’accélération est notamment plus forte), et les feux de virage réagissent également avec plus de dynamisme. La suspension pneumatique abaisse le Taycan de jusqu’à 22 millimètres en fonction de la vitesse. Le réglage du châssis, y compris les roues arrière directrices, est réglé sur une conduite sportive.

« Sport Plus »

Avec « Sport Plus », les souhaits des conducteurs sont mis en pratique de manière encore plus dynamique. La stratégie de refroidissement et de chauffage de la batterie est conçue pour une performance maximale. Les soupapes d’air de refroidissement sont ouvertes et le becquet arrière sort tôt pour assurer une portance minimale. Le réglage du châssis, y compris les roues arrière directrices et le PDCC, est optimisé pour des performances de circuit maximales. Le châssis reste en permanence dans la position la plus basse (-22 millimètres).

Tous les systèmes disponibles dans la chaîne cinématique sont commandés par l’unité de commande d’entraînement Porsche. C'est là que toutes les informations convergent et que les actionneurs très rapides sont contrôlés. Les systèmes à quatre roues motrices et antipatinage fonctionnent cinq fois plus vite que les systèmes conventionnels. Si, par exemple, une roue a plus de glissement, les moteurs électriques la régulent à la vitesse de l’éclair – une expérience particulièrement impressionnante sur la neige et la glace.

Des performances de conduite toujours convaincantes

L’entraînement électrique assure une accélération spontanée. Porsche a cependant pour but de rendre une telle accélération possible plusieurs fois de suite. Le nouveau Taycan 4S est par exemple capable de reproduire sans problème son impressionnante accélération de zéro à 100 km/h en 4,0 secondes plus de dix fois de suite. La capacité au démarrage est également convaincante à grande vitesse. Ainsi, le nouveau Taycan prouve ses performances plusieurs fois de suite sans la moindre perte de puissance, par exemple en accélérant en sortie des courbes sur une longue ligne droite.

Launch Control : en route

Le Launch Control permet une accélération maximale à partir d’un départ arrêté et est disponible de série sur le Taycan. Le launch control se sert durant 2,5 secondes d’une suralimentation permettant aux moteurs électriques de fonctionner à un plus grand régime. Le Taycan Turbo S fournit par exemple durant ce laps de temps une puissance de 560 kW (au lieu de la puissance de pointe de 460 kW).