Del 99X Electric al Cayenne Electric, una tecnología nacida en competición

La competición ha formado parte del desarrollo tecnológico de Porsche durante décadas. Los circuitos permiten trabajar con los componentes en condiciones de máxima exigencia, acumular experiencia y trasladar después algunas de esas soluciones a los deportivos de producción. Ha ocurrido con sistemas de sobrealimentación, transmisiones, materiales, aerodinámica o tecnología híbrida. Con la llegada de la propulsión eléctrica, la Fórmula E ha asumido también ese papel.

Porsche compite oficialmente en el Campeonato Mundial de Fórmula E de la FIA desde la temporada 2019-2020, cuando debutó con el Porsche 99X Electric. Antes de ese momento, la marca ya había participado en el desarrollo de un proyecto de Fórmula E junto a su socio de entonces, pero no lo hizo como equipo oficial. En el campeonato, la eficiencia tiene una importancia especial: la energía disponible para completar una carrera es limitada y buena parte del trabajo de ingeniería se concentra en aprovecharla, recuperarla durante las frenadas y mantener los componentes del sistema de propulsión dentro de su temperatura óptima.

De ese trabajo procede una de las tecnologías que Porsche utiliza ahora en el Cayenne Electric. El motor trasero del Cayenne S Electric y del Cayenne Turbo Electric cuenta con refrigeración directa por aceite, un sistema desarrollado a partir de la experiencia acumulada con el 99X Electric en Fórmula E.

Su función es controlar la temperatura desde el interior del propio motor. Los devanados de cobre del estator generan calor durante el funcionamiento y, cuanto mayor es la potencia y más tiempo se mantiene la exigencia, mayor importancia adquiere su refrigeración. Porsche hace circular el aceite directamente junto a esos devanados para recoger el calor en el punto en el que se produce.

El planteamiento difiere de una refrigeración convencional mediante camisa de agua, donde el líquido circula alrededor del estator. Aquí el aceite entra directamente en el interior y alcanza los componentes que necesitan refrigeración. El recorrido que debe realizar el calor es menor y el sistema puede evacuarlo de manera especialmente eficaz.

Para circular por esa zona, el aceite necesita unas propiedades concretas. Porsche utiliza un fluido sintético dieléctrico, capaz de entrar en contacto con componentes eléctricos sin conducir la corriente. Su viscosidad es además muy baja. A 100 grados centígrados alcanza 1,7 mm²/s, aproximadamente una quinta parte de la viscosidad de un aceite de motor de grado 20 a la misma temperatura.

En el circuito de refrigeración se utilizan alrededor de seis litros de este aceite. El fluido está concebido para permanecer en el sistema durante toda su vida útil. Porsche separa además el circuito que refrigera el motor del destinado a lubricar la transmisión de una sola velocidad, aunque ambos comparten una bomba de aceite para reducir espacio y peso.

La ventaja de llevar el refrigerante directamente hasta los devanados se refleja también en las dimensiones de la unidad. Porsche calcula que un motor con una camisa de refrigeración por agua tendría que ser aproximadamente 1,5 veces mayor para conseguir unos valores comparables de rendimiento y eficiencia.

En el Cayenne Electric, el resultado es un motor trasero compacto capaz de alcanzar su máxima eficiencia en condiciones reales de funcionamiento y mantener una elevada potencia de forma continuada. La tecnología se utiliza específicamente en el Cayenne S Electric y el Cayenne Turbo Electric, las dos versiones que incorporan esta solución en su unidad de propulsión trasera.

En el Cayenne S Electric, los dos motores entregan conjuntamente 400 kW (544 CV) y alcanzan 490 kW (666 CV) con Launch Control. El Cayenne Turbo Electric llega hasta 850 kW (1.156 CV) y 1.500 Nm con Launch Control. La refrigeración directa ayuda a mantener el motor trasero dentro del rango térmico previsto cuando se trabaja con estas cifras de potencia.

La Fórmula E plantea esta misma cuestión de una forma especialmente intensa. Durante una carrera, el motor del 99X Electric debe mantener su rendimiento mientras la temperatura cambia vuelta tras vuelta. Porsche utiliza refrigeración directa por aceite en su proyecto de Fórmula E desde 2019 y ha seguido desarrollando el sistema a medida que evolucionaban las diferentes generaciones del deportivo de competición.

El campeonato permite además trabajar con una tecnología eléctrica sometida continuamente a exigencias de eficiencia, potencia y recuperación. El actual 99X Electric puede recuperar energía con una potencia de hasta 600 kW. El Cayenne Electric alcanza esa misma cifra máxima de recuperación, otra de las áreas en las que la experiencia de Porsche en competición ha contribuido al desarrollo de sus deportivos eléctricos.

La relación entre ambos proyectos se hizo visible durante los test oficiales de Fórmula E celebrados en Valencia, cuando los 99X Electric utilizaron el mismo camuflaje que Porsche había empleado en los prototipos del Cayenne Electric. La decoración acompañaba a una conexión técnica real entre los dos deportivos: la refrigeración directa de sus motores y el trabajo realizado alrededor de la recuperación de energía.

La tecnología de refrigeración ha pasado además por otros proyectos eléctricos de competición de Porsche. El GT4 e-Performance permitió continuar su desarrollo en circuito y demostrar la capacidad de mantener potencias elevadas durante periodos prolongados. Toda esa experiencia ha servido para perfeccionar una solución que llega ahora a la producción en serie con el Cayenne S Electric y el Cayenne Turbo Electric.

Dentro de sus motores traseros, el principio sigue siendo el que Porsche lleva utilizando desde su llegada a la Fórmula E. El aceite alcanza directamente los devanados de cobre, absorbe el calor y permite controlar la temperatura de una unidad compacta y muy potente.

La competición vuelve así a cumplir una función que acompaña a Porsche desde hace décadas. Tecnologías desarrolladas bajo las exigencias de un circuito encuentran después aplicaciones en los deportivos de producción. En el Cayenne S Electric y el Cayenne Turbo Electric, una de ellas trabaja dentro del motor trasero y tiene su origen en la experiencia acumulada por Porsche con el 99X Electric en Fórmula E.