순수한 성능

브레이크 페달을 밟은 상태에서 드라이빙 모드 작동만으로 타이칸의 시동을 걸 수 있다. 물론, 시동 버튼을 누를 수도 있다. 기존 포르쉐 모델의 점화 장치와 마찬가지로 시동 버튼은 스티어링 휠의 왼쪽 뒤에 위치한다.

전기 모터: 헤어핀 와인딩(Hairpin winding) 동기 모터

후륜 구동 모델 신형 타이칸 베이스의 드라이브 아키텍처는 리어 액슬에 장착된 PSM(Permanently Excited Synchronous Motors)과 다른 모델과 마찬가지로 2단 변속기로 구성된다.

타이칸 4S, 타이칸 터보 및 타이칸 터보 S는 프런트 및 리어 액슬에 2 개의 효율적인 전기 모터가 장착된 특별한 사륜 구동 시스템을 가진다. PSM의 높은 효율은 주행 거리와 지속적인 성능에 이점을 준다. 전기 모터, 변속기 및 펄스 제어 인버터는 각각 콤팩트 드라이브 모듈에 결합된다. 리어 액슬 모듈은 액슬과 평행하게 설치된다. 러기지 컴파트먼트 용량을 높이기 위해 "발코니 환경“이라 불리는 이 곳에 펄스 제어 인버터가 장착된다. 동일한 축 설계 덕분에 프런트 액슬 모듈은 차량 전면의 매우 작은 공간에 통합된다.

PSM은 자연 자기장을 생성하는 고품질 영구 자석이 장착된 로터를 가진다. 로터는 이렇게 스테이터의 회전 자계와 동시에 이동하기 때문에 PSM으로 불린다. 펄스 제어 인버터(PCI)는 전기 엔진 스테이터에 있는 회전장의 빈도를 결정해, 로터의 속도를 설정한다. 이 같은 설계 덕분에 기능성 및 열 행동 측면에서 PSM은 포르쉐의 전형인 고출력 성능을 가능하게 한다.

타이칸 전기 모터의 특별한 특징은 이른바 헤어핀 와인딩이다. 헤어핀 와인딩에서 스테이터의 솔레노이드 코일은 원형보다는 직사각형 와이어로 구성된다. 스테이터의 적층철심(laminated core)에 삽입되기 전, 구부러진 와이어 모양이 머리핀을 연상시켜 “헤어핀”이라는 이름이 붙었다. 오픈 엔드는 레이저 빔으로 용접된다. 헤어핀 기술의 제조 과정은 복잡하지만, 와이어를 더욱 촘촘하게 포장할 수 있게 함으로써 스테이터의 구리 양을 증가시키는 역할을 한다. 기존 와인딩 공정에서는 소위 구리 필링(copper filling factor)이 45-50 퍼센트인 반면, 이 경우에는 70퍼센트를 조금 밑돈다. 그 결과 용량의 변화 없이 출력 및 토크가 증가한다. 또 다른 중요한 장점은 헤어핀 스테이터를 더욱 효율적으로 냉각시킬 수 있다는 점이다.

프런트 액슬의 수냉식 동기 모터의 유효 길이는 160mm, 유효 직경은 190mm이다. 타이칸 베이스와 타이칸 4S의 동기 모터는 다른 타이칸 모델에 비해 더욱 컴팩트하게 개발되어 리어 액슬의 길이는 130mm이고 직경은 245mm이다(타이칸 터보, 타이칸 터보 S: 210, 245mm). 모듈은 현재 시판되고 있는 모든 전기 파워트레인 중 가장 높은 전력 밀도(패키지 공간의 리터당 kW)를 가지고 있다.

모터를 제어하는 펄스 제어 인버터 (Pulse-controlled inverters)

펄스 제어 인버터는 전기 모터를 제어하는 데 가장 중요한 부품이다. 타이칸에는 각 구동 모듈의 프런트 및 리어 액슬에 펄스 제어 인버터(PCI)가 장착된다. 펄스 제어 인버터는 배터리에서 공급되는 직류를 전기 모터를 구동하는데 필수인 교류로 변환한다. 반대로 제동 중에는 회복 중 얻어진 교류를 직류로 변환시킨다. 타이칸 터보 S의 프런트 액슬에는 최대 전류 600 A(타이칸 4S, 타이칸 터보: 300 A), 그리고 모든 모델의 리어 액슬에는 600 A 인버터를 적용한다. 두 펄스 제어 인버터는 98퍼센트에 이르는 놀라운 고효율을 발휘한다.

동력 전달: 포르쉐만의 독특한 2단 변속기

프런트 액슬에서 전기 모터의 동력은 대략 8:1 비율로 스퍼 기어 경량 디퍼렌셜에 통합된 동일한 축의 콤팩트 1단 유성 기어를 통해 프런트 휠로 전달된다.

타이칸의 리어 액슬에 설치된 2단 변속기 역시 혁신적이다. 1단 기어는 정지 상태에서 출발할 때 가속력을 전달하고, 2단 기어는 고속에서도 높은 효율과 예비 전력을 보장한다.

2단 변속기는 3개의 샤프트를 기반으로 한다. 기술적으로는 2단 기어비를 나타내는 2개의 스퍼기어 단계뿐 아니라, 매우 짧은 1단 기어의 응답성을 감소시키는 변속이 가능한 유성 기어 세트도 사용된다. 대략 전기 모터가 15번 회전할 때 휠은 1바퀴 회전하게 된다. 결과적으로 매우 높은 휠 토크 발생으로 출발 시 탁월한 가속이 가능하다.

1단 기어는 주로 스포츠(Sport)와 스포츠 플러스(Sport Plus) 주행 모드에서 사용된다. 런치 컨트롤 역시 이 모드에서 이용 가능하다. 변속기는 1단 기어를 비교적 오랫동안 유지한 이후, 변속 오버부스트와 함께 2단 기어로 바뀐다.

2단 기어는 프런트 액슬의 변속기와 같은 약 8:1의 비율을 가진다. 8번의 전기 모터 회전이 휠 1바퀴의 회전량이다. 이를 통해 스포츠카의 전형적인 특징인 최고속도를 가능하게 하고, 고속에서도 가속을 유지한다. LSD(Limited Slip Differencial)가 장착된 리어 액슬은 옵션 사양으로 제공된다.

에너지 회수: 높은 수준의 회복력

연소 엔진 차량에서는 감속 시, 브레이크에 존재하는 운동 에너지가 열로 변환된다. 반면 전기차의 경우에는 이 운동 에너지의 상당 부분이 회수되고, 감속 중 전기 머신을 발전기로 사용함으로써 발생된 동력을 배터리에 공급할 수 있다.

타이칸에서 포르쉐는 다음과 같은 매개 변수에 맞는 접근법을 취한다:

• 최대 265 kW까지의 잠재적 에너지 회수 용량은 경쟁 상대를 압도하며, 감속의 최대 3.8 m/s² 까지 회복된다.
• 가속 페달을 뗄 경우, 타이칸은 최대한 굴러가거나 움직이도록 설계되었으며, 사용 가능한 운동 에너지는 도로에서 계속 이동하기 위해 보존된다.
• 위에서 언급한 것처럼 브레이크 페달을 밟을 경우에만, 매우 높은 수준의 에너지 회수가 이뤄진다.

주로 브레이크 페달을 통한 에너지 회수 제어 전략으로 고객은 배터리 충전이나 온도와는 독립적으로 재생 및 예측 가능한 감속을 경험한다. 주행 테스트에서 타이칸은 최대 265kW의 높은 에너지 회수 출력 덕분에 일상 생활에서도 제동의 약 90퍼센트를 휠 브레이크 작동 없이 회생 제동만으로 가능하다. 이 같은 이유로 포르쉐는 최초로 브레이크 패드를 6년마다 교체하는 시간 의존적 교체 주기를 명시했다.

주행 모드: 장거리 주행부터 최고의 스포티함까지 폭넓은 선택

타이칸의 주행 모드는 본질적으로 다른 포르쉐 모델 시리즈와 동일한 철학을 따른다. 이는 순수 전기 구동으로 제공되는 가능성을 최적화하기 위한 특별한 설정을 통해 더욱 보완된다. 4개 주행 모드가 가능하다: "레인지(Range) ", "노멀(Normal) ", "스포츠(Sport)" 및 “스포츠 플러스(Sport Plus). 또한, "인디비주얼(Individual)" 모드에서 필요에 따라 개별적인 시스템을 설정이 가능하다. 스포츠 플러스 및 인디비주얼 모드의 전제 조건은 스포츠 크로노 패키지와 스티어링 휠에 통합된 모드 스위치다.

레인지(Range):

타이칸은 특히 레인지 모드에서 효율적인 성능을 발휘한다. 최고 속도는 90-140km/h로 제한되지만(조정 가능) 가속 페달을 밟으면 중단된다. 레인지 모드는 가장 효율적인 사륜 분배로 주행 가능하다는 것을 의미한다. 극단적인 경우로, 타이칸은 프런트 액슬을 통해서만 동력을 공급받는다. 쿨링 에어 플랩, 섀시 높이(-22mm) 및 리어 스포일러는 최소 저항으로 설정된다. 또한, 에어 컨디셔닝, 유압 펌프, 에어 서스펜션 및 헤드라이트도 가장 효율적인 모드로 작동한다.

노멀(Normal):

타이칸은 기본 설정에서 선형 기저로 출력을 제공한다. 4개의 휠은 모두 효율적인 모드로 구동된다. 쿨링 에어 플랩은 오직 필요한 경우에만 개방되며, 리어 스포일러는 속도에 따라 조정되고 섀시는 필요에 따라 낮게 조정된다. 실내 온도 조절 및 어댑티브 크루즈 컨트롤의 제약 없이 작동하며 에어 서스펜션이 최고의 편안함을 제공한다.

스포츠(Sport):

파워트레인의 최고 성능은 스포츠 및 스포츠 플러스 모드에서 사용 가능하며, 운전자 요청은 역동적으로 실행된다. 사륜 구동은 리어 편향 분배로 변경되며, 역동적으로 제어된다. 배터리의 쿨링 및 히팅 전략은 성능을 위해 설계되었다. 쿨링 에어 플랩은 요청된 쿨링 용량에 따라 열에 의해 제어된다. 리어 스포일러 제어는 속도에 따라 다르다. 제한없이 실내 온도 조절이 가능하고, 어댑티브 크루즈 컨트롤은 더욱 역동적이며(더 강력한 가속력 포함), 코너링 라이트 기능도 훨씬 다이내믹하게 반응한다. 에어 서스펜션은 속도에 따라 최대 22mm까지 타이칸을 낮추고, 리어 액슬 스티어링을 포함한 새시는 스포티한 설정으로 조정된다.

스포츠 플러스(Sport Plus)

스포츠 모드와 차이점: 스포츠 모드보다 운전자 요청을 더욱 역동적으로 실행한다. 배터리의 쿨링 및 히팅 전략은 극대화된 퍼포먼스를 보장하도록 조정되었다. 쿨링 에어 플랩이 개방되고, 리어 스포일러는 초기에 최소한의 양력을 위해 확장된다. 리어 액슬 스티어링 및 PDCC를 포함한 섀시 설정은 최고의 레이스 트랙 성능을 위해 최적화되며, 섀시는 가장 낮은 포지션(-22mm)을 영구적으로 유지한다.

파워트레인에서 사용할 수 있는 모든 시스템은 포르쉐 파워트레인 컨트롤러에 의해 제어된다. 이 곳에서 모든 정보가 수집되며 고속 액추에이터가 실행된다. 사륜 구동 및 견인력 제어 시스템은 기존 시스템보다 5배 더 빠르게 작동한다. 예를 들어, 한 휠에 더 많은 미끄러짐이 있다면, 전기 모터는 번개 같은 속도로 제어 시스템을 조절한다. 특히, 눈과 얼음 위에서 인상적인 경험을 할 수 있다.

드라이빙 퍼포먼스: 항상 확신할 수 있는 주행 성능

전기 파워트레인은 즉각 반응하며 높은 가속이 가능하다. 이에 더해 포르쉐는 타이칸의 연속적인 가속이 가능하도록 보장하기 위해 전념했다. 타이칸 4S는 정지상태에서 100km/h까지 가속하는데 4.0초라는 인상적인 가속 시간을 아무런 문제없이 10회 연속 재현할 수 있다. 가속 성능은 고속에서도 인상적이다. 타이칸은 굽은 길에서 긴 직선 구간으로 돌아다가며 가속할 때처럼, 성능 저하 없이 연속적으로 여러 번 가능한 출력 성능을 증명했다.

런치 컨트롤: ... 그리고 전속력!

런치 컨트롤은 정지 상태에서 최대 가속을 가능하게 하는 타이칸의 기본적인 특징이다. 런치 컨트롤은 전기 모터에 여분의 전력을 공급하는 오버부스트 기능을 2.5초 동안 사용하며, 타이칸 터보 S는 최대 560kW의 전력을 발휘한다. (최고 출력 460kW).