Porsche Boxster E de 2011 – 3 prototypes de Boxster électrique

En 2010, Porsche a lancé le développement et la construction de trois prototypes de Boxster type 987 entièrement électriques dans le cadre du projet de recherche lancé par le gouvernement fédéral allemand et son programme interne « Porsche Intelligent Performance ». D’une autonomie de 170 km, les deux premiers modèles sont dotés d’un seul moteur sur l’essieu arrière développant 90 kW (122 ch) alors que le troisième prototype embarque deux moteurs à l’avant et à l’arrière d’une puissance combinée de 180 kW (244 ch).  Ces trois prototypes ont été construits pour tester les nouvelles technologies, notamment sur le circuit de Weissach et sur route en conditions réelles d’utilisation.

Porsche a une longue histoire avec les véhicules électriques
Alors qu’aujourd’hui les voitures électriques se démocratisent de plus en plus, notamment chez Porsche avec le nouveau Taycan, un homme – Ferdinand Porsche – a été un pionnier et un visionnaire en 1898 en créant sa première voiture électrique : la « Egger-Lohner-Elektromobil Modell C.2 Phaeton », surnommée P1.

Bien que cette voiture ressemble à première vue à une calèche tirée par un cheval, ce modèle représente en fait la toute première Porsche du monde, conçue et construite par Ferdinand Porsche lui-même. Un premier véhicule électrique Lohner a été présenté en 1898 lors d’une exposition pour le nouveau club automobile autrichien. Avec un moteur électrique installé transversalement entre les roues avant et les roues arrière directrices, ce véhicule électrique était encore loin d’être prêt pour la production en série.

Ce concept de véhicule a été abandonné et d’autres véhicules d’essai ont été construits – cette fois en accord avec les idées développées par le jeune Ferdinand Porsche, qui privilégiait la direction de l’essieu avant et le moteur électrique à l’arrière du véhicule Lohner. Le résultat de la vision de Ferdinand Porsche, le véhicule électrique Egger-Lohner C.2 Phaeton, roula pour la première fois dans les rues de Vienne le 26 juin 1898, et Ferdinand Porsche s’assura que le design du véhicule soit d’une manière tout à fait inhabituelle : il a gravé le code « P1 » (P pour Porsche, numéro 1) sur tous les composants clés, donnant ainsi au véhicule son nom « non officiel ».

Projet d’électromobilité à l’initiative du gouvernement fédéral allemand
Dans le cadre du développement de l’électromobilité, le Ministère fédéral des transports, de la construction et du développement urbain (BMVBS) a consacré en 2010 environ 130 millions d’euros au programme de relance économique II du gouvernement fédéral dans huit régions modèles du pays. L’une des régions était celle de Stuttgart, qui était parrainée dans le cadre du projet «Electro-mobilité dans des régions modèles» du gouvernement fédéral allemand. Le projet était coordonné par NOW GmbH, l’organisation nationale pour la technologie de l’hydrogène et des piles à combustible. Porsche a saisi cette opportunité pour se lancer dans la mobilité électrique via des prototypes basés sur le Boxster, conçus en 6 mois et les tester en conditions réelles. Le chef de projet était Michael Dimitrov.

Deux premiers prototypes Porsche Boxster E à moteur arrière
Grâce à sa conception en tant que voiture de sport à moteur central, le Porsche Boxster était la plate-forme de véhicule idéale pour effectuer des essais réalistes avec des systèmes à entraînement électrique. La voiture biplace à toit ouvert est très légère et permet aux nouveaux composants que sont le moteur électrique, la batterie et la technologie haute tension d’être intégrés dans le véhicule de manière à éviter les collisions. Associé à la faible traînée, ceci réduit la résistance de conduite pour une autonomie optimale. Le potentiel dynamique de conduite élevé est également important pour une voiture de sport Porsche, même à propulsion électrique, en raison notamment de la répartition équilibrée de la charge par essieu, propre à la conception du moteur central.

Les deux premiers prototypes de Porsche Boxster E à propulsion arrière ne disposent pas de moteur électrique avant. Le moteur placé sur l’essieu arrière délivre une puissance de 90 kW (122 ch) et un couple nominal de 270 Nm. Le 0 à 100 km/h est atteint en 9,8 secondes avec une vitesse maximale de 150 km/h. Son autonomie est de 170 km. La construction légère du Porsche Boxster E permet au prototype de peser uniquement 185 kg de plus que le Boxster conventionnel.

Parce que tous les Boxster E sont relativement silencieux sur la route, les ingénieurs de Porsche ont conçu le système Active Sound Design qui fournit aux conducteurs une rétroaction acoustique d’un moteur à plat ainsi qu’une alerte pour les passants. Le conducteur n’avait qu’ç appuyer sur un bouton pour activer le son.

Porsche Boxster E à 4 roues motrices de 2011
En 2011, Porsche a fait évoluer le Boxster E en le dotant de deux moteurs électriques – sur les essieux avant et arrière, permettant d’avoir une voiture à quatre roues motrices et équivalant à une Boxster S en termes de dynamique de conduite. En complément des deux autres prototypes de Boxster E, dans lesquels un moteur électrique entraîne uniquement les roues arrière, le prototype à 4 roues motrices est utilisé pour explorer le côté pratique des véhicules tout électriques et leur utilisation, notamment en termes de conduite et de charge de la batterie. Les ingénieurs cherchaient avant tout à comprendre les exigences auxquelles sont confrontés les futurs modèles, notamment leur intégration à l’infrastructure routière existante.

Le Boxster E est un véhicule 100% électrique, sans moteur à combustion. La propulsion est assurée par deux moteurs électriques indépendants à engrenages constants agissant sur les essieux avant et arrière. L’unité d’entraînement arrière comprenant le moteur et la transmission, ainsi que l’électronique de puissance servant à commander le moteur électrique, est située à l’emplacement où la transmission manuelle et le système d’échappement sont logés dans le Boxster de série.

À l’avant, l’espace laissé vacant par le réservoir de carburant de 64 litres est occupé par le deuxième groupe motopropulseur. L’unité électronique de puissance dans le coffre à bagages adjacent dessert le moteur électrique de l’essieu avant. Le Boxster E est donc doté d’une transmission intégrale sans transmission mécanique de la puissance. Pour assurer une stabilité de conduite et une traction maximales, un calculateur central assure la synchronisation des deux moteurs électriques et contrôle la répartition du couple de transmission sur les essieux avant et arrière.

Les deux moteurs électriques développent une puissance totale de 180 kW (244 ch) et un couple total maximum de 540 Nm à un régime maximum d’environ 12 000 tr/min. Cela signifie que les deux moteurs électriques montés en tandem fournissent une puissance d’entraînement nettement supérieure à celle des unités de puissance électrique des véhicules hybrides de l’époque. La propulsion 100% électrique du Boxster E ne produit pas d’émission, elle offre également une nouvelle forme de plaisir de conduire. Le couple maximal de l’entraînement électrique entre en jeu dès le premier tour du moteur.

Le Porsche Boxster E se déplace presque silencieusement tout en développant une propulsion puissante dès le départ. Les deux moteurs permettent au roadster d’atteindre 0 à 100 km/h en 5,5 secondes. Sa vitesse maximale, limitée à 200 km/h, est atteinte sans aucun changement de vitesse – automatique ou manuel. La puissance élevée des deux moteurs électriques offre un deuxième avantage : un gain de puissance récupérée via plus d’énergie récupérée pendant le freinage. Cela augmente l’efficience de l’unité d’entraînement.

Technologies électriques
Quelle que soit la variante, le cœur de chaque Boxster E est fabriqué par Porsche. La batterie de traction à Lithium Fer Phosphate est montée à la place du moteur à combustion. Chacune de ses cellules a une tension nominale de 3,3 V et une capacité individuelle de 20 Ah. Sur la base de l’ancienne norme NEDC, l’énergie combinée de 440 cellules individuelles assure environ 170 kilomètres d’autonomie au Boxster E, avec un poids de seulement 1 600 kg. Pour un poids total de 341 kg, la charge énergétique de la batterie est de 29 kWh. Pour des raisons physiques intrinsèques, environ 26 kWh sont utilisables, une performance exceptionnelle pour une batterie à l’époque. Sa puissance maximale est de 240 kW. Les composants de la batterie et de l’alimentation sont connectés à deux circuits de refroidissement par eau. Comme avec le bloc d’alimentation conventionnel, les échangeurs de chaleur sont logés derrière les entrées d’air avant.

La batterie est ancrée aux mêmes points de la structure de la carrosserie que le moteur à combustion du Boxster S. Elle présente de nombreux avantages, notamment en cas de collision, car en utilisant les mêmes chemins de charge que dans le Boxster S, la batterie est retenue de manière optimale dans le véhicule tout en étant protégée des dommages causés par la carrosserie environnante grâce à sa position centrale dans le véhicule. Comme avec le moteur à combustion interne du véhicule de série, la batterie de traction est installée dans le Boxster E par le bas et peut être remplacée très rapidement si nécessaire. Ceci est également facilité par les fixations spéciales issues du sport automobile qui permettent de déconnecter la batterie du circuit de refroidissement sans que de l’air pénètre dans le système.

La batterie de traction est chargée via un câble de charge. Toute prise de courant conventionnelle peut être utilisée comme source d’énergie. La trappe de charge du véhicule comporte un anneau lumineux et, comme pour toute voiture de sport Porsche, le véhicule est rechargé à l’avant.

Le chargeur est logé à l’avant de la voiture. Il convertit le courant alternatif de la prise en courant continu, permettant à la batterie de traction de stocker l’énergie électrique. Sa capacité de charge est au maximum de 3,3 kW, ce qui prend environ neuf heures pour une charge complète. Le temps de charge peut cependant être réduit en utilisant une fonction de charge rapide.

Ergonomie pour une utilisation quotidienne
Malgré les composants électroniques, il reste suffisamment de place pour les bagages dans le coffre à bagages avant. Le coffre à bagages arrière du Boxster E reste inchangé.

Il va sans dire que toutes les caractéristiques importantes de sécurité et de confort des modèles de production sont également reproduites dans le Boxster E. Le système de freinage permet une combinaison optimale des forces de freinage des générateurs électriques et du système de freinage mécanique via les freins en carbone céramique PCCB de Porsche. Le compresseur de climatisation à alimentation électrique logé dans le coffre à bagages avant garantit des températures agréables à l’intérieur du véhicule.

Non seulement la pédale d’embrayage est absente dans la Boxster E, il n’y a pas non plus de compte-tours. À sa place, un compteur spécial E-Power apparaît sur l’afficheur central du combiné d’instruments. Un basculement vers la droite indique une mise hors tension et vers le rétablissement de la puissance vers la gauche. La récupération – à savoir la récupération d’énergie en utilisant les moteurs électriques comme générateurs – peut être modifiée à l’aide des boutons poussoirs du volant. L’effet : une sorte de frein moteur à la demande.

Sinon, lorsque le conducteur lève le pied de l’accélérateur, le Boxster E continue de rouler, en utilisant l’énergie cinétique du véhicule en mouvement. Parmi ses autres fonctions, l’écran TFT droit du groupe d’instruments fait office de système de gestion de distance intelligent et affiche des informations utiles sur la conduite : la distance restante ou le nombre de kilomètres pouvant être gagnés en éteignant le système de climatisation.

Première mondiale à l’IAA 2011
A l’occasion du salon automobile de Francfort – IAA 2011, Porche a dévoilé la Boxster E aux côtés d’une borne de recharge.

Une étonnante voiture hybride fut aussi présentée : la réplique de la Lohner-Porsche Semper Vivus, un véhicule hybride conçu par Ferdinand Porsche en 1900.

Démonsration au Michelin Challenge Bibendum 2011 à Berlin
Les deux prototypes Boxster E présentés par Porsche au 11ème Michelin Challenge Bibendum 2011 à Berlin se sont révélés être une véritable attraction pour le public. Lors de ce forum pour la mobilité durable, des représentants de la politique, de l’industrie, du commerce et de la recherche ont débattu des concepts de mobilité et de véhicules respectueux de l’environnement du futur. Les voyages dans les Porsche Boxster électriques étaient particulièrement demandés par le public expert.

Sur un circuit sportif, les véhicules ont démontré qu’un Boxster à propulsion électrique demeure une véritable Porsche en termes de dynamique de conduite. Dans la foulée des Porsche hybrides (911 GT3 R, des 918 Spyder et des 918 RSR), la Boxster E est un autre concept de voiture de sport présentant la combinaison caractéristique de recherche et de plaisir de conduite de la marque.

Photos : 4Legend.com / Porsche – Vidéos : Porsche / DR