Porsche Mission R Concept
S koncepty Mission E (2015) a Mission E Cross Turismo (2018) Porsche jasně naznačilo podobu své první sériové řady plně elektrických sportovních vozů. Porsche Taycan sportovní sedan (2019) a Taycan Cross Turismo crossover (2021) jak po stránce designu, tak techniky úzce navazují na tyto studie a od té doby se úspěšně prodávají na světových trzích – mise splněna. Nyní přichází další vize s Porsche Mission R: touto studií plně elektrického závodního vozu GT ukazuje průkopník udržitelné mobility, jak by mohly vypadat zákaznické motorsporty v budoucnosti.
„Porsche je značka pro ty, kdo si plní své sny. To platí i v motorsportu. Na závodních tratích ukazujeme naši inovační sílu, nebojíme se nových cest a potěšíme majitele vozů sportovními výkony,“ říká Oliver Blume, předseda představenstva Porsche AG. „Vedle našeho angažmá ve světovém šampionátu Formule E nyní děláme další velký krok v elektrické mobilitě. Tato studie je naší vizí plně elektrických zákaznických motorsportů. Mission R zosobňuje vše, co dělá Porsche silným: výkon, design a udržitelnost.“
Výkon: na úrovni Porsche 911 GT3 Cup
Elektrický pohon všech kol s výkonem přes 800 kW (1 088 PS) v takzvaném kvalifikačním režimu žene Mission R k maximální rychlosti přes 300 km/h. Výkon zůstává konstantní, nedochází tedy k tepelnému omezení – což je velká výhoda použití elektrických motorů s přímým olejovým chlazením vyvinutých v Porsche. Elektromotor na přední nápravě dosahuje v závodním režimu až 320 kW (435 PS), zatímco motor na zadní nápravě poskytuje maximálně 480 kW (653 PS). Plně elektrický závodní vůz vážící kolem 1 500 kilogramů zrychlí z nuly na 100 km/h za méně než 2,5 sekundy.
Design: unikátní konstrukce „exoskeleton“ a kabina řidiče jako simulátor
„Každé Porsche musí být jasně rozpoznatelné jako Porsche. Mnoho prvků, které si představujeme ve studiích, se později objeví v sériových vozech. To platí i v motorsportu. Navíc naše zákaznické závodní vozy vždy vycházejí ze sériových sportovních aut,“ vysvětluje Michael Mauer, šéf designu Porsche. „V případě Mission R to znamená, že vůz je nacpaný prvky, které naznačují budoucí sériový model, a samozřejmě to znamená: čistý závod!“
Porsche Mission R nese typický závodní design značky a zároveň je poháněno budoucností. Na první pohled zaujme extrémní kompaktnost: délka 4 326 mm, šířka 1 990 mm. Typicky pro závodní vozy sedí velmi nízko (výška 1 190 mm). Rozvor činí 2 560 mm. Úzká kabina snižuje čelní plochu závodního vozu a přispívá k vynikajícím elektrickým výkonům díky nižšímu odporu vzduchu.
Exoskeleton je označení, které inženýři a designéři Porsche dali výraznému karbonovému rámu Mission R. Konstrukce z karbonových vláken kombinuje vysokou ochranu řidiče s nízkou hmotností a výrazným vzhledem.
Ochranná konstrukce tvoří střešní část a je viditelná zvenčí. Podobně jako roubená konstrukce vytváří rám kolem šesti průhledných segmentů z polykarbonátu. Díky tomu si závodníci mohou užívat nový pocit prostornosti. Jsou zde také průhledné plochy včetně odnímatelného únikového otvoru pro řidiče, který vychází z požadavků FIA na závodní vozy používané v mezinárodních soutěžích.
V Mission R se propojují skutečný motorsport a esporty. Díky monokokové kabině řidiče navržené jako samostatný modul lze tuto kabinu použít i mimo vůz jako simulátor. Závodník se tak může na další závod připravovat virtuálně v dobře známém prostředí. To zároveň umožňuje, aby se závodníci budoucnosti účastnili i esportových soutěží.
Sedadlo, volant, ovládací prvky, nastavitelné pedály a obrazovky tvoří kompaktní celek a leží na jedné ose. Plnohodnotné závodní sedadlo nabízí vysokou ochranu řidiče. Má také inovativní design a je částečně vyrobeno aditivní výrobou jako tzv. 3D tištěné tělo sedadla. Čalounění vzniká počítačem řízeným 3D pletením, které minimalizuje odpad materiálu při výrobě.
Udržitelnost: inovativní přírodní vlákna a vysoce účinné elektromotory
„Jako výrobce automobilů si Porsche klade za cíl dosáhnout do roku 2030 celkově uhlíkově neutrální bilanci. To znamená, že nízká uhlíková stopa, uzavřený recyklační cyklus a udržitelnost jsou stále více v popředí,“ vysvětluje Michael Steiner, člen představenstva pro výzkum a vývoj Porsche AG. „Motorsport budoucnosti bude více elektrický, více digitální a více propojený. A musí být udržitelnější.“
Mnoho dílů Mission R je vyrobeno z přírodních vláken zesílených plastů (NFRP), jejichž základ tvoří lněná vlákna získaná z zemědělství. Při výrobě tohoto obnovitelného materiálu vzniká o 85 procent méně CO2 než při výrobě karbonových vláken. Materiál z přírodních vláken je vidět na bočních prahách a difuzoru, používá se také v interiéru – například na skořepině sedadla.
S Mission R představuje Porsche náhled na další generaci elektrických motorů. Již v roce 2018 začal tým inženýrů a techniků z Porsche Zuffenhausen a Weissach vyvíjet extrémně výkonné a vysoce účinné elektromotory.
Klíčovou inovací těchto synchronních strojů s permanentními magnety (PESM) je přímé olejové chlazení statoru, které umožňuje dosahovat velmi vysokých špičkových i trvalých výkonů a zároveň vysoké účinnosti. Zatímco u běžných elektrických strojů chladicí médium proudí v obalu mimo stator, u přímého chlazení olej proudí přímo podél měděných vinutí. To umožňuje odvádět teplo přímo u zdroje. Navíc lze zmenšit drážky statoru, což vede k vyšší účinnosti v reálných jízdních cyklech. K zabránění pronikání chladicí kapaliny do rotoru slouží inovativní těsnění statoru.
Kapacita baterie, která rovněž využívá špičkové články a přímé olejové chlazení, je navržena pro sprintové závody. Díky 900voltové technologii a rychlému nabíjení lze baterii během přestávky v závodě dobít z 5 na 80 procent stavu nabití (SoC) přibližně za 15 minut.
Inovativní závodní laboratoř a pokračující přenos technologií
Mission R je prvním krokem k plně elektrickému zákaznickému závodnímu vozu. Vývoj takové platformy je dalším logickým krokem Porsche směrem k udržitelné budoucnosti motorsportu.
Porsche je nejúspěšnější značkou v zákaznických motorsportech. Současná čísla mluví za vše: 30 jednorázových pohárů po celém světě s asi 500 účastníky a více než 4 400 vyrobených závodních vozů založených na 911 Cup. Díky tomu je 911 Cup dnes nejprodávanějším závodním vozem na světě. Carrera Cup Germany běží již 31 let a v současnosti existuje 13 regionálních podpůrných programů pro talentované mladé jezdce.
Pro Porsche však motorsport znamená nejen vzrušení, ale i inovační sílu a odvahu jít vlastní cestou: v Porsche Mobil 1 Supercup závodí emotivní sportovní vozy s motory spalovacími, výrobce současně testuje syntetická paliva pro sériovou výrobu (podrobnosti v samostatné kapitole o udržitelnosti). Od roku 2023 bude Porsche bojovat o celkové vítězství v nové kategorii LMDh (tzv. hypervozy) s hybridy na vytrvalostních klasikách jako Le Mans a Daytona, rovněž s využitím syntetických paliv. A od roku 2019 se Porsche účastní se závodním týmem světového šampionátu ABB FIA Formula E.
Přenos technologií z motorsportu do sériové výroby
Závodění v motorsportu prospívá každému řidiči Porsche. Je to jednoduše proto, že závodní tratě jsou důležitými vývojovými laboratořemi pro technologie značky, například elektrickou mobilitu.
Žádný jiný výrobce automobilů se tak intenzivně nepodílí na výměně technologií mezi motorsportem a sériovými vozy jako Porsche. Společnost tradičně využívá motoristický sport jako testovací pole, kde se inovativní řešení a technologie musejí osvědčit v těch nejnáročnějších podmínkách. Každé současné Porsche proto obsahuje více závodních technologií než kdy dříve. Lehká karoserie, prostředí řidiče, podvozek a pohonné ústrojí jsou přímým výsledkem tohoto principu.
Dlouhodobý a budoucnost orientovaný přístup této strategie je jasně vidět na vývoji elektrické mobility v Porsche. Klíčové komponenty a řídicí algoritmy elektrického pohonu jsou již delší dobu testovány na závodních tratích. Například v roce 2010 Porsche závodilo na 24 hodin Nürburgringu s velmi nadějným modelem 911 GT3 R Hybrid a téměř způsobilo senzaci: tento GT3 s šestiválcem vzadu a dvěma elektromotory pohánějícími přední nápravu vedl celé pole až do dvou hodin před cílem. Místo baterie běžné u hybridních silničních vozů dodával energii elektromotorům elektrický setrvačníkový generátor. Hybridní pohon bylo možné podle situace využívat buď pro výkon, nebo pro úsporu paliva.
Zkušenosti z 911 GT3 R Hybrid přímo přispěly k vývoji 918 Spyder, který od roku 2013 vzbuzoval pozornost. Technologickým klíčem supersportu je pohonný koncept založený na výkonném spalovacím motoru kombinovaném se dvěma elektromotory. Provozní strategie je jednou z hlavních kompetencí 918 Spyder – a vlastně celého Porsche. Optimálně zohledňuje rozdílné požadavky na efektivitu a maximální výkon.
Z 918 Spyder vznikl 919 Hybrid. Tento závodní vůz LMP1, který od roku 2015 třikrát v řadě vyhrál 24 hodin Le Mans, prokázal odolnost komponent i inteligenci řídicí strategie. Plug-in hybridní pohon dnešních sériových modelů z toho následně těží. Závodní inženýři se nyní podílejí na průkopnické práci na zlepšení baterií a 800voltové síti Taycanu: co funguje v závodech, obstojí i v běžném provozu.
Bateriové články jsou spalovací komorou budoucnosti
Porsche přebírá odpovědnost za budoucí generace. Již do roku 2030 má být více než 80 procent vozů této sportovní značky nabízena s elektrickým pohonem. Udržitelnost je pevně zakotvena v strategii firmy jako základní princip: „Jako výrobce automobilů si Porsche klade za cíl dosáhnout do roku 2030 celkově uhlíkově neutrální bilanci. To znamená, že nízká uhlíková stopa, uzavřený recyklační cyklus a udržitelnost jsou stále více v popředí,“ říká Michael Steiner, člen představenstva pro výzkum a vývoj Porsche AG.
Během příštích deseti let investuje Porsche více než jednu miliardu eur do dekarbonizace prostřednictvím využití větrných turbín, solární energie a dalších opatření na ochranu klimatu. Investice směřují samozřejmě i do udržitelnosti samotných vozů: klíčovou roli v udržitelné mobilitě hrají baterie používané v modelech plně či částečně poháněných elektřinou a také eFuels pro vozy se spalovacími motory.
Výkonné lithium-iontové baterie se silikonovými anodami
Porsche patří mezi průkopníky ve vývoji vysoce výkonných baterií. Společnost investuje vysoké desítky milionů eur do nové firmy Cellforce Group GmbH. Výrobní závod Cellforce má začít fungovat v roce 2024 s počáteční roční kapacitou minimálně 100 MWh a bude vyrábět baterie pro zhruba 1 000 závodních a vysoce výkonných vozů.
Chemie nových vysoce výkonných článků je založena na křemíku jako anodovém materiálu, což umožňuje výrazně zvýšit energetickou hustotu oproti současným standardním bateriím. To znamená, že baterie může být při stejné kapacitě kompaktnější. Nová chemie také snižuje vnitřní odpor baterie, což umožňuje efektivnější absorpci energie při rekuperaci. Rychlé nabíjení lze rovněž provádět efektivněji. Další zvláštností článku Cellforce je lepší odolnost vůči vysokým teplotám, což jsou vlastnosti zásadní zejména v motorsportu.
Jako partner pro vývoj článků byla získána společnost BASF, světový lídr v chemickém průmyslu. V rámci spolupráce bude BASF exkluzivním dodavatelem katodových materiálů HEDTM NCM s vysokou energií pro vysoce výkonné články, které umožňují rychlé nabíjení a vysokou energetickou hustotu. Výrobní závody BASF na výrobu prekurzorů katodových aktivních materiálů v Harjavalta ve Finsku a na výrobu katodových aktivních materiálů ve Schwarzheide v Braniborsku v Německu umožní od roku 2022 dodávat bateriové materiály s nízkou uhlíkovou stopou, které nastaví průmyslové standardy.
Výrobní odpad z budoucí bateriové výroby Cellforce Group bude recyklován v prototypové recyklační továrně BASF ve Schwarzheide, čímž se uzavře materiálový cyklus. Lithium, nikl, kobalt a mangan budou recyklovány hydrometalurgickým procesem a znovu zařazeny do výrobního procesu BASF pro katodové aktivní materiály.
Vývoj eFuels s výrazně sníženými emisemi CO2
ExxonMobil a Porsche testují syntetická paliva v motorsportu. Během Porsche Mobil 1 Supercupu jezdí od začátku sezony 2021 všechny nové závodní vozy 911 GT3 Cup na převážně bio-bazované palivo Esso Renewable Racing Fuel, které připravuje ExxonMobil. V průběhu sezony 2022 pak budou používána eFuels vyráběná z vodíku a zachyceného oxidu uhličitého. Porsche a ExxonMobil využívají mezinárodní jednoproduktovou sérii k ověření vhodnosti obnovitelných syntetických paliv v těch nejnáročnějších závodních podmínkách. Zároveň chtějí získané zkušenosti využít pro společný vývoj paliv do budoucna.
eFuels budou pocházet z pilotního závodu Haru Oni v Chile, kde se pomocí větrné energie a vody vyrábí zelený vodík, který se následně kombinuje se zachyceným oxidem uhličitým k výrobě metanolu. ExxonMobil poskytuje licenci na technologii, která umožní přeměnu metanolu na syntetickou ropu v dalším kroku procesu, tzv. methanol-to-gasoline syntéze. V pilotní fázi má být od roku 2022 vyrobeno přes 130 000 litrů eFuels ročně. Porsche jako hlavní odběratel tohoto paliva bude eFuels z Chile používat nejen v Porsche Mobil 1 Supercupu v sezoně 2022, ale například i ve svých Porsche Experience Centrech.
„Každé Porsche musí být jasně rozpoznatelné jako Porsche. Mnoho prvků, které navrhujeme ve studiích, se později dostane do sériových vozů. To platí i pro motorsport. Navíc jsou naše zákaznické závodní vozy vždy založené na sériových sportovních autech,“ vysvětluje Michael Mauer, šéf designu Porsche. „Co to znamená u Mission R? Že je vůz nacpaný po okraj prvky, které naznačují budoucí sériový model, a to samozřejmě znamená: čistý závod!“
Na první pohled zaujme extrémní kompaktnost: délka 4 326 milimetrů, šířka 1 990 milimetrů. Typicky závodní auto sedí velmi nízko nad vozovkou (výška 1 190 milimetrů). Rozvor činí 2 560 milimetrů. Úzká kabina snižuje čelní plochu závodního vozu a díky nižšímu odporu vzduchu přispívá k vynikajícím elektrickým výkonům. Kamery jsou namontovány na okraji střechy jako digitální náhrada za klasická zpětná zrcátka.
Barevné ladění dominuje standardní saténový lak Carrara White Metallic od Porsche. Naopak kapota a přední blatníky jsou lakovány v lesklé jasně červené metalíze. Tento nový odstín pokračuje do dveří, kde končí dynamickým tahem. Spoilery jsou černé pro výraznější kontrast.
Díky průhledným plochám exoskeletové střechy (viz část karoserie a podvozek) působí silueta Mission R ještě plošší, než ve skutečnosti je. Puristický design vymezuje štíhlá kabina (skleněná plocha), střešní linie prudce klesající dozadu (flyline) a výrazná ramena blatníků. Podobně jako u Porsche Cayman končí grafika oken (denní světlíky) u sloupku C s protisměrným tahem.
Sloupky A jsou černé a opticky spojují boční okna v jeden celek, připomínající hledí helmy. Dalším typickým znakem Porsche je zakřivené čelní sklo, které mírně obepíná rohy. Forma následuje funkci – řidič tak má lepší výhled do všech stran.
Pod úrovní boční linie je vše technické a funkční: prahy jsou zapuštěné, což zvyšuje efektivitu aerodynamického podvozku. Stejně jako přední splitter a velký difuzor vzadu nejsou panely podvozku lakované, takže jsou vidět přírodní vlákna.
Mission R jezdí na 18palcových kolech Cup s pěti dvojitými paprsky a centrálním uzávěrem. S leštěnými karbonovými aeroblady v lesklé černé jsou také optimalizována pro proudění vzduchu.
Před a za blatníky jsou panely, které lze v případě poškození při kontaktu s jinými vozy během závodu rychle vyměnit. Žluté šipky označují rychloupínací prvky. Další funkční části, které musí být rychle přístupné, jsou rovněž označeny žlutými šipkami – patří sem páky, čepy, panely a stlačené vzduchové přípojky pro zvedací systém ve sloupcích C.
Střešní modul připomíná profil ponorky: mimo jiné obsahuje pitotovu trubici pro měření rychlosti a LED displej indikující stav vysokonapěťového systému.
Výrazný vzhled s osvětleným emblémem ve stylu elektrického Porsche
Typicky Porsche kapota klesá mezi dvěma výrazně zakřivenými blatníky. Dominují velké boční nasávací otvory, každý se třemi žaluziemi, přední splitter s viditelnou směsí přírodních vláken a ploché LED světlomety. Čtyřbodový světelný emblém vychází z designu světlometů elektrického sportovního vozu Taycan. Dva tažné úchyty jako vertikálně uspořádané prvky opticky propojují přední splitter a nárazník. Jako funkční díly jsou také lakovány žlutě.
Zadní pohled dominuje dvojice aerodynamických prvků – difuzor a dvoudílný spoiler z karbonu. Designéři integrovali brzdová a dešťová světla do profilu křídel spoileru, takže jsou dobře viditelná i v postřiku.
Vzadu je typický světelný pás Porsche. Skládá se konkrétně z velkého počtu osvětlených vertikálních prvků po pravé a levé straně nápisu, který je rovněž podsvícený.
Tažné úchyty vzadu jsou barevně zvýrazněné, což je běžné u závodních vozů. Speciální je, že jsou plynule integrovány do nosné konstrukce vozu.
Nabíjecí konektor baterie je umístěn uprostřed zadního okna za krytkou.
V Mission R se propojuje skutečný závodní svět s esportem. Díky monokokové kabině řidiče, navržené jako samostatný modul, ji lze použít i mimo vůz jako simulátor. Závodník se tak může virtuálně připravovat na další závod v prostředí, které dobře zná. A závodníci budoucnosti se mohou účastnit i esportových soutěží.
Možnosti interakce, které Mission R nabízí, jsou zaměřené na mladou a nadšenou motorsportovní komunitu: vůz je předpřipraven pro livestream přímo z kokpitu a řidič se může na jedno tlačítko spojit se svými fanoušky. Ti mu zase mohou přímo reagovat například zasíláním lajků.
Zvlášť realistický závodní trénink na simulátoru
Sedadlo, volant, ovládací prvky, nastavitelné pedály a obrazovky tvoří v Mission R kompaktní celek, který leží na jedné ose – ose řidiče. To umožňuje řidiči soustředit se během závodu na podstatné věci.
Současně tento design řidičského modulu umožňuje využít druhou kabinu mimo Mission R jako závodní simulátor. Pomocí pohyblivých, elektricky ovládaných podpěr lze simulovat dynamické síly působící na řidiče – například při brzdění nebo při náklonech v rychlých zatáčkách. Díky známému prostředí s identickými displeji, ovládacími prvky a stejným plnohodnotným závodním sedadlem je takový trénink mimořádně realistický a efektivní.
Additivně vyráběné, větrané plnohodnotné závodní sedadlo
Plnohodnotné závodní sedadlo nabízí vysokou ochranu řidiče. Zároveň má inovativní design a je zčásti vyrobeno aditivní výrobou jako tzv. 3D tištěné tělo sedadla. Sedlová skořepina je z materiálu vyztuženého přírodními vlákny, stejným, jaký se používá na přídavné díly exteriéru. Střední část sedadla, tedy polštář a opěradlo, je částečně vyrobená 3D tiskem.
Porsche tuto alternativu ke klasickému čalounění závodních sedadel představilo jako koncept v roce 2020 a během testovací fáze ji zkoušelo s vybranými zákazníky. V rámci nové řady Performance Parts je nyní 3D tištěné tělo sedadla dostupné v Porsche Tequipment pro všechny modely 911 a 718, pro které je nabízeno současné plnohodnotné závodní sedadlo (objednací číslo Q1K). Od února 2022 bude možné sedadlo objednat i přímo z výroby a bude integrováno do konfigurátoru Porsche.
V Mission R je sedadlo aktivně větrané a čalouněné prodyšnou tkaninou vyrobenou úspornou 3D pletenou technologií. 3D tištěná mřížková struktura přispívá k dobrému klimatu sedadla. Tyto černé, hrubě tkané prvky jsou například mezi polštářem a opěradlem.
Řidiči přizpůsobené, stupňovité uspořádání displejů podle důležitosti
Maximální soustředění řidiče je krédem Mission R. Klíčové ukazatele a ovládací prvky jsou umístěny na jedné ose, což snižuje rozptýlení a pomáhá řidiči zlepšit výkon zrychlením reakční doby. Informace jsou hierarchicky rozčleněny do tří úrovní:
Dvě kamery umístěné na rámu střechy a na liště nad sedadlem spolujezdce snímají v reálném čase dění uvnitř vozu během závodu. Přímý přenos lze pomocí tlačítka livestream v ovládacím panelu okamžitě vysílat do komunity.
Fanoušci mohou s jezdcem komunikovat přímo, například mu posílat lajky.
Integrované větrání a dezinfekce přilby
Samozřejmostí je závodní vybavení, jako je šestibodový bezpečnostní pás, podélně nastavitelná pedály, bezpečnostní sítě a hasicí systém. Novinkou je kombinace držáku přilby a sušičky. V Mission R lze přilbu uložit na speciálně navržený držák, který je umístěn tam, kde by v běžném voze byl opěrák hlavy spolujezdce. Během přestávky v závodění se přilba nejprve dezinfikuje a poté suší.
Porsche opět přišlo s něčím výjimečným u systému větrání interiéru: čerstvý vzduch proudí do kokpitu přímo přes nastavitelný vstup v čelním skle. Jedná se o velmi účinné a zároveň udržitelné řešení, oproti tradičním systémům s odstředivými ventilátory a dlouhými vzduchovody vedoucími z přední části vozu do interiéru.
Pro taxi závody lze na místo spolujezdce namontovat druhé sedadlo. Řídicí jednotky včetně chladiče, které jsou sloučeny do jednoho elektronického modulu, jsou umístěny v prostoru nohou. Do uspořádání sedadel je integrována také jezdcova láhev s vodou.
Nádržky na chladicí kapalinu baterie, brzdovou kapalinu a tlumiče jsou přehledně uspořádány pod zadním oknem.
Inovativní elektromotory, špičková baterie a 900 voltů
„Je to nepopsatelné, okamžitý nástup výkonu ze dvou elektromotorů je něco, co prostě musíte zažít na vlastní kůži,“ říká Timo Bernhard o pohonném ústrojí Mission R. Porsche ambasador a bývalý tovární jezdec zná technické základy konceptu a již s touto technologickou platformou jezdil na závodním okruhu jako testovací jezdec. „Tak úžasně silný nápor výkonu jsem zažil jen v závodním voze Porsche 919 Hybrid, který vyhrál Le Mans.“
Mission R dosahuje výkonu srovnatelného s Porsche 911 GT3 Cup. Výkon zůstává konstantní po celou dobu závodu, takže nedochází k tepelnému omezení výkonu – což je velká výhoda elektromotorů s přímým olejovým chlazením vyvinutých Porsche. Elektromotor na přední nápravě dosahuje v závodním režimu až 320 kW (435 PS).
V kvalifikačním režimu má vůz s pohonem všech kol špičkový systémový výkon přes 800 kW (1 088 PS). Trvalý výkon systému v závodním režimu je 500 kW (680 PS). Maximální rychlost přesahuje 300 km/h. Lehký elektrický závodní vůz vážící přibližně 1 500 kilogramů zrychlí z nuly na 100 km/h za méně než 2,5 sekundy.
Kapacita baterie, která obsahuje špičkové články a přímé olejové chlazení, je navržena pro sprintové závody. Díky 900voltové technologii a rychlému nabíjení lze baterii během přestávky v závodě dobít z 5 na 80 procent stavu nabití (SoC) přibližně za 15 minut. Dalším vrcholem je velmi vysoký výkon rekuperace až 800 kW.
Výkon z obou elektromotorů je přenášen na přední a zadní kola přes přímé ozubené vstupní převodovky a mechanické diferenciály s uzávěrkou. Modulární konstrukce pohonného ústrojí zároveň zlepšuje ekonomiku v zákaznickém motorsportu: převodovka, elektromotory a pulzně řízené měniče (PCI) na přední i zadní nápravě jsou identické.
Mission R je předpřipraven pro technologii over-the-air. Je tedy představitelné, že v případě problémů během závodu by experti Porsche Motorsport z Weissachu mohli přes vzdálené rozhraní přistupovat k datům zákaznických vozů a pomoci tak s řešením potíží.
Vysoce účinné elektromotory s přímým olejovým chlazením
Mission R nabízí náhled do další generace elektromotorů Porsche. V roce 2018 začal tým inženýrů a techniků Porsche v Zuffenhausenu a Weissachu vyvíjet extrémně výkonné a vysoce účinné elektromotory.
Nejdůležitější inovací těchto synchronních strojů s trvalým buzením (PESM) je přímé olejové chlazení statoru, které umožňuje dosahovat velmi vysokých špičkových i trvalých výkonů a zároveň zajišťuje vysokou účinnost. Zatímco u běžných elektrických strojů proudí chladicí médium v plášti mimo stator, u přímého chlazení olej protéká přímo podél měděných vinutí. To umožňuje odvádět teplo přímo u zdroje. Navíc lze štěrbiny ve statoru zmenšit, což vede k vyšší účinnosti v reálných jízdních cyklech. K zabránění pronikání chladicí kapaliny do rotoru slouží inovativní těsnění statoru.
Stejně jako u elektromotorů Taycanu přispívá k vysokému výkonu a točivému momentu při zachování kompaktních rozměrů tzv. hairpin vinutí. Cívky jsou tvořeny obdélníkovými vodiči, které jsou ohnuté a poté vložené do jádra statoru z plechů. Jejich tvar připomíná sponky do vlasů, proto název „hairpins“. Otevřené konce jsou svařeny laserovým paprskem.
Optimalizační algoritmus určil ideální tvar a umístění magnetů v rotoru. Výsledná geometrie odstraňuje starý rozpor mezi výbornými elektromagnetickými vlastnostmi a vysokou mechanickou pevností při velmi vysokých otáčkách. Při výrobě jsou magnety vloženy do rotorových plechů a poté extruzně potaženy plastem. Díky tomu se magnety při vysokých odstředivých silách nepohybují a kvalita vyvážení rotoru zůstává stabilní. Současně plast pomáhá odvádět teplo vznikající v magnetech.
Baterie je umístěna za řidičem v uspořádání e-core. Její celková kapacita je 82 kWh, což ji předurčuje pro sprintové závody v délce 25 až 40 minut. Používají se špičkové články pro vysokou hustotu výkonu. Opět zde přímé olejové chlazení přináší výrazné tepelné výhody – využívá celou plochu článků a umožňuje tak odvádět velké množství tepla z baterie do chladicího systému.
Na základě 800voltové technologie trojnásobného vítěze Le Mans, vozu 919 Hybrid, byl Porsche Taycan prvním sériovým vozem, který v závodech používal toto napětí místo běžných 400 voltů u elektromobilů. V Mission R Porsche posouvá laťku ještě výše s napětím přes 900 voltů. Použití 900voltové technologie přinese další zlepšení v trvalém výkonu, hmotnosti a době nabíjení.
Na rychlonabíjecích stanicích DC lze Mission R dobít z 5 na 80 procent stavu nabití přibližně za 15 minut. Maximální nabíjecí výkon je 350 kW. Nabíjecí konektor je umístěn pod středem spoileru.
Speciální systém vysokonapěťového varování pro mechaniky v depu
Bezpečnostní koncept vysokého napětí Mission R splňuje stejně přísné standardy jako sériové vozy Porsche. To znamená, že v případě kolize jsou připojení baterie k vozidlu a vysokonapěťovým spotřebičům automaticky odpojena, aby nedocházelo k přítomnosti napětí.
Pro mechaniky v depu je navíc určen speciální varovný systém: za čelním sklem a na střeše jsou umístěny LED diody, které rychle a detailně informují o provozním stavu vysokonapěťového systému. Pokud svítí zelené LED, je Mission R bezpečný z hlediska vysokého napětí. Pokud jsou LED červené, k vozu by měli přistupovat pouze vyškolení pracovníci s vysokonapětím. Součástí barevného varovného systému je také světlo v střešním modulu za pitotovou trubicí pro měření rychlosti.
S komponenty z přírodních vláken a karbonovým rámem
Mnoho dílů Mission R je vyrobeno z přírodních vláknem vyztužených plastů (NFRP), jejichž základní materiál tvoří lněná vlákna získaná z zemědělství. Při výrobě obnovitelných vláken vzniká o 85 procent méně CO2 než při výrobě karbonových vláken. Materiál z přírodních vláken je viditelný na exteriéru vozu, například na předním splitteru, bočních prahových lištách a difuzoru.
Elektrický závodní vůz má také nový koncept ochrany proti převrácení: místo klasické ocelové klece svařené s karoserií jej chrání konstrukce z karbonových vláken (CFRP). Karbonový rám je integrován přímo do střechy a zvenku je viditelný díky průhledným segmentům. Díky tomu mají závodní jezdci pocit většího prostoru.
Udržitelný přírodní vláknem vyztužený plast
Na exteriéru jsou dveře, přední a zadní blatníky, prahy/boční panely a střední část zadní části Mission R vyrobeny z přírodních vláknem vyztuženého plastu (NFRP). Udržitelné materiály jsou založeny na lněných vláknech z farmářské produkce – bez konfliktu s pěstováním potravinářských plodin. Přírodní vlákna jsou přibližně stejně lehká jako karbonová a poskytují tuhost potřebnou pro polostrukturální díly s nízkou přidanou hmotností pod deset procent. Ve srovnání s běžnými plasty mají přírodní vlákna ekologickou výhodu: při jejich výrobě vzniká o 85 procent méně CO2 než při výrobě karbonových vláken.
Spolupráce mezi Porsche, Spolkovým ministerstvem zemědělství (BMEL), institutem Fraunhofer WKI a švýcarskou firmou Bcomp začala již v roce 2016 s cílem zpřístupnit biofibrózní kompozitní materiály pro automobilový průmysl. Na začátku roku 2019 byl Porsche 718 Cayman GT4 Clubsport prvním sériově vyráběným závodním vozem s karoserií z biofibrózních kompozitů.
Inovativní konstrukce klece z karbonového kompozitu
Exoskeleton je název, který inženýři a designéři Porsche dali výrazné karbonové kleci Mission R. Karbonová kompozitní konstrukce kombinuje vysokou ochranu jezdce s nízkou hmotností a výrazným vzhledem.
Ochranná konstrukce tvoří část střechy a je viditelná zvenku. Podobně jako roubená konstrukce vytváří rám kolem šesti průhledných segmentů z polykarbonátu. Díky tomu mají závodníci pocit většího prostoru. Některé průhledné plochy zahrnují i odnímatelný únikový otvor pro jezdce, který vychází z požadavků FIA pro závodní vozy používané v mezinárodních soutěžích.
Střešní řešení s exoskeletonem je moderní interpretací Porsche Targa, kde je pevný ochranný rám kombinován s odnímatelnou střechou.
Aerodynamika navržená pro maximální přítlak
Díky pokročilé technologii Porsche Active Aerodynamics (PAA) dokáže Mission R optimálně přizpůsobit aerodynamické vlastnosti aktuální situaci na závodním okruhu. Jeho systém DRS (Drag Reduction System) zahrnuje tři klapky v nasávacích otvorech na každé straně přední části vozu a nastavitelné dvoudílné křídlo. Pro maximální přítlak jsou klapky zavřené a křídlo nastavené do nejstrmější polohy.
Aby se co nejvíce vzduchu odvádělo během závodu, jsou blatníky kol větrány otvory v horní části každého předního panelu. Navíc jsou zadní části předních kol téměř zcela volné.
Hořčíkové disky s aeroblady a pneumatiky
Mission R jezdí na 18palcových hořčíkových kolech Cup s centrálním uzávěrem. Díky hladkým karbonovým aerobladeům jsou tyto lehké slitiny také optimalizovány pro proudění vzduchu. Jejich pět dvojitých paprsků je navíc frézovaných, což šetří hmotnost.
Michelin, dlouholetý partner Porsche v oblasti pneumatik, vyvinul nové slicky výhradně pro Mission R v rozměrech 30/68 vpředu a 31/71 vzadu. Pneumatiky jsou vyrobeny z biozákladních a obnovitelných materiálů, což je klíčový prvek celkového udržitelného konceptu Mission R. Navíc mají vysokou odolnost proti opotřebení a jsou chráněny proti poškození způsobenému usazeninami na závodní trati.
Spolupráce s Michelin zahrnovala také propojení pneumatik s vozidlem: pneumatiky mohou být vybaveny senzory, které v reálném čase komunikují s palubní elektronikou během závodu a poskytují řidiči informace o opotřebení pneumatik. Na základě těchto dat je řidiči navrhován čas pro další zastávku v boxech.
Michelin vyrábí své pneumatiky výhradně z obnovitelných surovin. V souladu s celostní strategií udržitelnosti francouzské společnosti jsou všechny pneumatiky vyráběny v závodech s nulovou emisí CO2 a přeprava probíhá prostřednictvím CO2-optimalizovaného logistického řetězce. Po skončení životnosti jsou použité pneumatiky recyklovány na nové.
Mission R má nezávislé zavěšení všech kol, vpředu s dvojitým lichoběžníkovým zavěšením a vzadu s McPhersonovými vzpěrami. Kulové čepy na všech ramenech zajišťují bezhlučné spojení podvozku se zavěšením. Ocelové podvozkové rámy přispívají k vysokým jízdním dynamickým vlastnostem.
V brzdovém systému brake-by-wire řídicí jednotka modeluje interakci mezi hydraulickou a elektrickou brzdou, což se nazývá brake blending. Díky vysokému výkonu rekuperace až 800 kW je konvenční brzda výrazně méně zatěžována a mohla být proto zmenšena. Průměr brzdových kotoučů je nyní 380 mm vpředu a 355 mm vzadu. Na přední nápravě jsou brzdové destičky přitlačovány na kotouč šesti pístky, zatímco vzadu jsou použity čtyřpístkové třmeny.
Auto se startuje s baterií nabitou na 85 procent (SoC). Rekuperace je tak možná téměř v každé jízdní situaci. To znamená, že v závislosti na závodní trati lze získat zpět více než 50 procent energie, která je pak k dispozici pro další využití.
Řízení je rovněž elektrifikované. Systém Electric Power Steering (EPS) přijímá signál o zamýšlené změně směru od řidiče přes snímač točivého momentu. Na základě toho řídicí jednotka vypočítá optimální úroveň asistence řízení. Tato informace je předána elektrickému motoru, který poskytne potřebnou sílu pro uskutečnění změny směru.
Integrovaný systém vzduchových zvedáků umožňuje rychlou výměnu pneumatik nebo opravy. Připojení stlačeného vzduchu jsou umístěna ve sloupcích C.
