Más del 50% de los modelos nuevos entregados a partir de 2025 estarán electrificados y a finales de este mismo año se lanzará el Taycan, el primer Porsche cien por cien eléctrico. ¿El primero? En sentido estricto sí, porque el Taycan será el primer automóvil fabricado por la marca Porsche impulsado únicamente por electricidad. Eso sí, Ferdinand Porsche ya diseño hace más de un siglo dos coches eléctricos, el Egger-Lohner C.2 Phaeton (conocido como P1) y el Lohner-Porsche, que forman parte de su histórico legado.
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Aquellos pioneros de finales del siglo XIX no triunfaron por su escasa autonomía. Los automovilistas de la época querían recorrer sus países con las nuevas máquinas sin caballos, pero con tan poco alcance, largos tiempos de recarga y ausencia de puntos para el suministro de energía era una misión imposible. También son los mismos retos a los que nos enfrentamos hoy y a los que Porsche ha dado solución con el nuevo Taycan y su tecnología de 800 voltios. Gracias a ella dispone de, aproximadamente, 500 kilómetros de autonomía y su batería se puede recargar en sólo cuatro minutos para proporcionar la energía suficiente para recorrer 100 kilómetros (según mediciones en ciclo NEDC).
El Taycan es el primer eléctrico 100% comercializazo por Porche
En 1898, Ferdinand Porsche presentó el “Vehículo eléctrico Egger-Lohner, modelo C.2 Phaeton” (conocido como “P1”), su primer diseño de un automóvil. El “P1” fue uno de los primeros coches registrados en Austria y salió a las calles de Viena el 26 de junio de 1898. Porsche grabó el código "P1" (Porsche número 1) en todos los componentes clave, dando así al vehículo eléctrico su nombre no oficial.
El gran volumen de ideas plasmadas en ese vehículo sigue siendo notable incluso hoy. La compacta unidad eléctrica, que pesaba solo 130 kilogramos, ofrecía una potencia de 3 caballos, que podían aumentar hasta 5 CV en modo de sobrecarga durante cortos periodos de tiempo, permitiendo que el P1 alcanzase hasta 35 km/h.
Este modelo disponía de un cambio de 12 velocidades y su autonomía máxima era de 80 kilómetros, una hazaña considerable para esa época. Otra innovación eran las carrocerías alternas, que permitían que se utilizara tanto en verano como en invierno.
El "P1" se mostró en septiembre de 1899 en la Exhibición Internacional de Berlín. En aquellos años la competencia para producir los mejores sistemas de propulsión era feroz y se anunció una carrera para vehículos eléctricos, con el fin de probar su rendimiento. Con una distancia de 40 km, se disputaría en Berlín el 28 de septiembre.
El “P1” inauguró otra feliz tradición de la marca al participar en esa carrera. Con tres pasajeros a bordo, Ferdinand Porsche cruzó la meta en primera posición con su "P1", 18 minutos por delante del siguiente competidor. Más de la mitad de los participantes no pudieron llegar al final por dificultades técnicas. Ferdinand Porsche también ganó la prueba de eficiencia, ya que su "P1" registró el consumo de energía más bajo.
El Lohner-Porsche del año 1900
El comúnmente denominado Lohner-Porsche es el segundo automóvil diseñado por Ferdinand Porsche. También eléctrico, se presentó el 15 de abril de 1900 en la Feria Mundial de París, que concentró a más de 75.000 expositores y cuyo lema era “Los logros del siglo”. A primera vista podría parecer un carruaje, pero presentaba una tecnología que sigue siendo revolucionaria actualmente: cada una de sus ruedas delanteras albergaba un motor eléctrico con un peso de 115 kilos y una potencia de 2,5 CV a 120 rpm. Dichas rueda, como el rotor del motor de corriente continua, giraban en el sentido del eje, es decir, en el sentido de la marcha. Este sistema permitía prescindir de pesadas transmisiones y engranajes, logrando una eficiencia del 83%, inigualable en ese momento.
Estos motores estaban alimentados por una batería de plomo de 44 celdas, con 300 amperios y 80 voltios, que ofrecía una capacidad energética de 24 Kwh y pesaba 410 kilogramos. El Lohner-Porsche tenía 50 kilómetros de autonomía y alcanzaba una velocidad máxima continua de 37 km/h, que podría llegar hasta los 50 km/h durante 20 minutos.
Una versión especial de competición del Lohner-Porsche participó en la prueba celebrada el 6 de noviembre de 1900, en Chislehurst, al sur de Londres. Ferdinand Porsche desarrolló ese modelo para E.W Hart, un noble aficionado a las carreras. Esa nueva versión contaba con dos motores eléctricos más en el eje trasero, convirtiéndose en el primer automóvil de tracción total eléctrica. Eso sí, por la energía que Hart requería para afrontar pruebas de largo recorrido, el peso del conjunto aumentó a 1.800 kilos y limitó la velocidad punta a 60 km/h.
Los organizadores de la exposición universal le otorgaron un premio y el Lohner Porsche fue aclamado por la prensa como la "novedad más distintiva" y la "innovación de la época". En una revista especializada se publicó: “La innovación que hace época se basa en la eliminación de todos los engranajes intermedios, como correas dentadas, cadenas, diferenciales, etcétera. En definitiva, se trata del primer automóvil de la historia que carece de una transmisión para conectar el motor con las ruedas”.
Otra revista decía que el modelo “no tenía tendencia a derrapar en curvas cerradas o piedras lisas o terreno embarrado, y era como si estuviese tirado por caballos, por lo que el arrastre apenas resultaba molesto”. “Todavía es muy joven", explicó Ludwig Lohner cuando le preguntaron en la Feria Mundial de París acerca del diseñador hasta entonces desconocido. “Pero él es un hombre con una gran carrera por delante. Vas a escuchar mucho más de él, su nombre es Ferdinand Porsche".
La Hofwagenfabrik de Viena-Floridsdorf produjo un total de unos 300 Lohner-Porsche eléctricos. El precio estaba entre las 10.000 y las 35.000 coronas austríacas en función del equipamiento, lo que comparado con el poder adquisitivo de hoy en día, equivaldría a una suma de seis digitos. El Lohner-Porsche era más caro que un coche con motor de combustión y fue comercializado de forma exclusiva para un número restringido y selecto de clientes, entre los que estaban el magnate vienés del café Julius Meinl, la compañía de coches Panhard-Levassor en París, el Príncipe Egon von Fürstenberg, el chocolatero y pionero del cine Ludwig Stollweck, el banquero Nathan Rothschild y el Príncipe Maz Egon de Thurn. La brigada de bomberos de Viena adquirió 40 vehículos basados en el sistema Lohner-Porsche y taxis con esta tecnología también funcionaron con éxito en Berlín.
La falta de autonomía provocó que Ferdinand Porsche siguiera investigando y desarrollase su propulsión “mixta“, que se estrenó en 1901 en el primer automóvil híbrido.
El histórico Semper Vivus es un modelo de ensayo único que Ferdinand Porsche utilizó para probar el concepto de propulsión híbrida en paralelo que había desarrollado. Debido a que este modelo es muy antiguo, hoy en día, solo quedan algunos planos de construcción, documentos y fotografías del primer vehículo híbrido combinado del mundo. No obstante, el sucesor del Semper Vivus se ha diseñado sobre esta base.
El concepto de propulsión del Semper Vivus hizo realidad, por primera vez, un principio que actualmente está a punto de ser lanzado al mercado como vehículo eléctrico con Range Extender. La propulsión se produce a través de motores eléctricos que se alimentan, en primera línea, mediante una batería. Cuando la carga de la batería se agota, el conductor puede activar dos motores de combustión, acoplados a generadores, y producir mediante estos corriente eléctrica para poder seguir conduciendo.
El prototipo híbrido equipa dos motores de cubo de rueda, construidos y patentados por Ferdinand Porsche en 1896. Ferdinand Porsche mostraba desconfianza ante cualquier tipo de cambio de marchas y transmisiones a los que calificaba de grandes consumidores de energía y piezas de desgaste. A pesar de que su carcasa es de fundición de aluminio, cada uno de estos motores pesa aproximadamente 270 kilos y se han construido como motores de inducido exterior en los que el inducido estacionario se ubica en el centro y el rotor gira alrededor de él. Los colectores planos resistentes a las vibraciones y 82 bobinas del inducido individuales posibilitan el motor con forma de disco que funciona eléctricamente como motor en serie con ocho polos; es decir, el rotor y el estator se conectan en serie. Este principio tiene la ventaja de que el motor alcanza su par máximo desde el ralentí -aproximadamente 300 newtonmetros.
Las pesadas ruedas delanteras ruedan sobre muñones del eje que están unidas al marco tubular sin resortes. Con el fin de poder ofrece un mínimo de confort de conducción y que las vibraciones de los numerosos baches de las carreteras, antiguamente desniveladas, no se transmitieran sin amortiguación ni a los pasajeros, ni a los motores de cubo de rueda, las llantas calzaban neumáticos del tamaño 880 x 120 milímetros. El Semper Vivus se guía a través de una dirección por manguetas sobre cuyas barras de acoplamiento se transmiten los impulsos de rotación del conductor con una relación de 6:1. Las ruedas traseras, con neumáticos macizos del tamaño 1150 x 100, se ubican en los extremos de un eje rígido que, a su vez, está unido al chasis de forma rígida.
Este chasis se compone de un sencillo marco tubular rectangular de acero unido a través de piezas de sujeción. Con el fin de mantener la superestructura y el centro de gravedad relativamente bajos, Ferdinand Porsche decidió no montar la batería, el componente individual más pesado, sobre el bastidor, sino que la colocó en una caja suspendiéndola en el rectángulo a través de cuatro resortes helicoidales. La batería original, con un peso de 420 kilos, era un pesado acumulador de plomo-ácido, compuesto por 44 células, que generaba una tensión de 88 voltios sin carga y disponía de una capacidad de almacenamiento de carga de 110 Ah. Por razones de seguridad, la réplica del Semper Vivus equipa una batería de gel de plomo con valores, dimensiones y peso similares. La amortiguación no solo protege las sensibles planchas de plomo del acumulador de energía contra las destructivas vibraciones; en la caja de la batería, que se extiende desde el eje trasero hasta el área inferior del asiento delantero, se han montado también los asientos, el generador y el control de propulsión. La columna de dirección se eleva desde el área de los pies del conductor sin amortiguación; a su lado se ubica el pedal del freno. Protegidos por un panel frontal, situado a la altura de las rodillas, el voltímetro y el amperímetro informan al conductor sobre el balance de energía. Los faros de petróleo y los dos radiadores de agua están atornillados en el exterior a los paneles de madera tensados mediante arpilleras.
Uno de los hitos en la historia del automóvil son los dos motores de un cilindro del Semper Vivus, situados detrás del asiento del conductor, que no están unidos mecánicamente a un eje propulsor, sino que se utilizan exclusivamente para producir energía para los motores de cubo de rueda a través de generadores –por primera vez, se implementaba el principio de la propulsión híbrida en serie. Los dos motores de combustión, idénticos a los originales, son motores de cuatro tiempos DeDion Bouton con una cilindrada de 700 centímetros cúbicos cada uno y una potencia de aproximadamente 3,5 CV a 1.200 rpm. Su cigüeñal es de aluminio y los pistones se han fabricado con fundición gris. La refrigeración de los motores se produce mediante una camisa de cilindro regulada por una bomba de agua. En el modelo original, la camisa de cilindro se ubicaba sobre un eje con el cigüeñal y conducía el líquido de refrigeración hacia los radiadores tubulares situados en el frontal del automóvil, mientras que la reserva de agua se emplazaba debajo del asiento del acompañante trasero. La réplica del Semper Vivus dispone de pequeñas bombas eléctricas para los dos circuitos de refrigeración que se alimentan a través de la batería.
De la inducción del combustible se encargaban antiguos carburadores de chiclés cuyo flujo de aire podía regularse a través de una pequeña palanca conectada a una válvula de estrangulación situada en el carburador. La mezcla fluía lateralmente, a través de la denominada válvula roncadora, hacia la cámara de combustión que se abría mediante la presión por vacío en el proceso de aspiración y volvía a cerrarse a través de la carrera de compresión bajo presión. La ignición de la mezcla comprimida corría a cargo con una bujía situada lateralmente entre el colector de admisión y el de salida del cilindro no dividido (culata fijada al cuerpo del cilindro). La bobina de encendido, del tamaño de una lata de conservas, funcionaba con una tensión de doce voltios, la cual, a principios del siglo XX, normalmente procedía de la sexta célula de la batería. Hoy en día, el encargado de realizar esa tarea es un moderno transformador de tensión alimentado por la batería de gel. Los motores DeDion Bouton se han concebido según el principio de la contracorriente. Por esta razón, los gases de escape, controlados por una válvula lateral, salen de la cámara de combustión por debajo de la válvula roncadora.
El muñón del cigüeñal delantero, en el sentido de marcha, de cada motor de combustión impulsa el rotor de un generador en paralelo, respectivamente, a través de un disco de embrague elástico. En este modelo, el devanado excitador y el inductor se conmutan eléctricamente en paralelo. Debido a que solo es necesaria una parte de la corriente del inductor para el arrollamiento de campo, el generador en paralelo opera también homogéneamente bajo cargas alternativas. Además, el generador de corriente continua de este tipo puede seguir siendo utilizado tanto para propulsar los motores de cubo de rueda, como para cargar la batería con la sobretensión necesaria. No obstante, el Semper Vivus no podía circular con la corriente procedente de los generadores y cargar al mismo tiempo la batería –esto no era posible con la técnica original del vehículo híbrido. Por esta razón, la réplica se ha diseñado de tal modo que solo sea posible cargar la batería mientras que el automóvil está parado. De este modo, es posible mantener exactamente la tensión necesaria. Alternativamente a la corriente producida por los generadores, también existe la posibilidad de cargar la batería mediante un cargador conectado a la red. Este método de carga de la batería también era factible hace 110 años, ya que, por entonces, también podía utilizarse la red de corriente continua de 110 voltios de las ciudades mediante resistencias que adaptaban la tensión.
Cada uno de los paquetes generadores de electricidad pesa 140 kilos, en total aproximadamente 280 kilos. Cada uno de los generadores asume al mismo tiempo la función de arrancador para su motor de combustión respectivo. Al igual que todos los demás elementos de manejo de ambas unidades combinadas, el interruptor de arranque, situado en el respaldo del asiento del conductor, se acciona desde el asiento trasero. Una vez que el motor de combustión ha arrancado, el generador conmuta a la generación de corriente produciendo aproximadamente 20 amperios con una tensión de 90 voltios a 1.200 rpm. Ambos generadores están conectados en paralelo, por lo que generan una tensión de 3,6 kilovatios.
La conducción con el primer vehículo híbrido en paralelo de serie del mundo es completamente diferente a la conducción con cualquier otro automóvil moderno. La regulación de la velocidad no se produce mediante el pedal de aceleración, sino mediante una palanca de control lateral que conmuta el “controlador” de seis velocidades –denominación que también recibía en el año 1900. Tras sacar el interruptor principal, el conductor introduce la primera velocidad para poner en marcha el vehículo. El controlador –un combinador con contactos para los diferentes circuitos eléctricos– conecta en serie tanto los devanados del inducido, como el arrollamiento de campo de ambos motores de cubo de rueda. Seguidamente, fluyen hasta 80 amperios a través de los motores de cubo de rueda y el Semper Vivus empieza a rodar suavemente. En caso de que un obstáculo impidiera poner en marcha el vehículo, una resistencia en este circuito eléctrico se encargaría de que el sistema no se sobrecalentase. Además, el pionero híbrido podía subir sin problemas desniveles de hasta un 7%.
En la primera velocidad se alcanzaban aproximadamente los 10 km/h. Seguidamente, el consumo de corriente descendía a aproximadamente 20 amperios y el conductor tenía que cambiar de velocidad si quería seguir acelerando. En la segunda velocidad, el controlador unía ambos arrollamientos de campo mediante una conmutación en serie, mientras que los inducidos seguían siendo alimentados con corriente. El par de los motores de cubo de rueda, generado por la corriente del inducido, aumentaba nuevamente; debido a la baja resistencia del inducido, aumentaba también la velocidad. A una velocidad aproximada de 20 km/h se conmutaba a la tercera velocidad, esta vez, el controlador conectaba tanto el devanado del inducido como el arrollamiento de campo de los motores de cubo de rueda en paralelo. A una velocidad aproximada de 35 km/h, el Semper Vivus alcanzaba su velocidad máxima en este nivel.
Si el conductor no deseaba conducir a todo gas –o, mejor dicho, a toda corriente– podía conectar y desconectar el suministro de corriente periódicamente en la velocidad seleccionada pisando ligeramente el pedal del freno, el cual estaba combinado con un interruptor. Si el conductor aprovechaba la velocidad máxima del Semper Vivus, una carga de la batería con el Semper Vivus de 1,7 toneladas de peso le posibilitaba conducir a 50 km/h en terrenos planos. Seguidamente, podía activar los generadores y conducir con la energía de los 40 litros de gasolina que cabían en el tanque –se desconoce (aún) la autonomía.
Sin embargo, siempre llega el momento en el que el conductor tiene que frenar. Para ello, se acciona nuevamente la palanca lateral del controlador y se conmuta a una velocidad de deceleración. Ahora se desacoplan ambos motores del suministro de corriente y se cortocircuitan a través de una resistencia de ocho ohmios que transforma la corriente, generada por la inercia de las masas del vehículo en movimiento en sentido contrario, en calor. El retorno de la energía a la batería no era posible con la tecnología de 1900. En caso de que el par de frenado de los motores de cubo de rueda no fuera suficiente, el conductor podría pisar adicionalmente fuertemente el pedal del freno, el cual actuaba sobre frenos de cinta exteriores situados en las ruedas traseras. Por motivos de seguridad, la réplica del Semper Vivus dispone también de un freno de estacionamiento de cinta exterior que, presumiblemente, no estaba disponible en el modelo original. Adicionalmente, dispone también de dispositivos de trinquete, activables en las subidas de montaña, que evitan que el vehículo ruede hacia atrás y engranan el dentado interior de los tambores de freno.
La quinta velocidad del controlador invierte el sentido de giro de los motores y el Semper Vivus circula hacia atrás. La sexta velocidad es en realidad la velocidad 0 –la posición neutra en la que pueden arrancar los motores de gasolina cuando está activo el freno de mano.
La conducción con el Semper Vivus es una experiencia tan impresionante, como agotadora. Con una carga del eje delantero de 1.060 kilos –detrás son 830 kilos– la conducción sin servodirección es una dura tarea. A cambio de esto, el conductor dispone de una distancia de más de dos metros al suelo pudiendo disfrutar así de una vista extraordinaria desde su asiento individual. El borde superior del respaldo del asiento del conductor es el punto más alto y está a una altura exacta de 1.830 milímetros del suelo. El primer vehículo híbrido de serie del mundo con una longitud de 2,64 metros, una distancia entre ejes de 2.260 mm y un ancho de rodadura de 1.370 mm delante y 1.540 mm detrás, ocupa escasamente el área de suelo de un moderno vehículo compacto.
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