타이칸의 네 바퀴에 최대토크가 전달되는 순간, 탑승객들은 거의 숨이 멎을 정도로 시트에 파묻히게 된다. 집중된 동력은 지체 없이 방전되고, 앞뒤 액슬에 달려 있는 전기 모터의 힘은 최고 속도에 도달해도 도통 지친 기색을 엿볼 수 없다. Center of Automotive Management가 지난해 타이칸을 '세계에서 가장 혁신적인 모델'로 선언한 것은 우연이 아니다. 포르쉐에서 혁신은 언제나 기술을 극한으로 밀어붙이는 것을 뜻했다. 타이칸의 아드레날린은 그 자체로 혁신이며, 이렇게까지 전기 구동의 잠재력을 이끌어낸 적은 없다.
포르쉐의 전기차 역사는 어제오늘의 일이 아니다. 무려 120년 전부터 시작됐다. 당시 젊은 페르디난트 포르쉐는 스티어드 휠허브 모터(Steered wheelhub motors)가 장착된 전기차를 세계 최초로 만들었다. 과거의 단순한 DC 모터는 일찍이 더 정교한 기계로 대체됐다. 하지만 기본적인 원리는 같다. 자기 자석은 언제나 S 극과 N 극으로 구성돼 있고, 같은 극은 서로 밀어내고 다른 극은 붙는 물리 법칙은 변하지 않는다. 자기장은 전하가 움직일 때마다 발생한다. 전자석과 영구 자석은 고정된 스테이터와 회전하는 로터에 배열된다.
모든 전기 모터가 차의 동력 생산에 적합한 것은 아니다. 포르쉐의 전기차는 모터로 PSM(Permanently excited Synchronous Machine)을 사용한다. 이는 더 저렴한 ASM(asynchronous machine)에 비해 과열이 덜 돼서 연속해서 높은 출력을 뽑아낼 수 있다. 포르쉐의 PSM은 3상 AC 전압의 전력 전자 장치를 통해 제어된다. 모터의 속도는 교류 전압이 영점 근처에서 플러스에서 마이너스로 진동하는 주파수에 따라 정해진다. 타이칸에 탑재된 모터에서 펄스 인버터는 스테이터의 회전 필드 주파수를 설정해 로터의 속도를 조절한다.
로터에는 네오디뮴-철-붕소 합금의 고품질 영구 자석이 들어있다. 이 영구 자석은 회생 제동을 통해 높은 용량의 에너지를 회수한다. 오버런 모드에서 전기 모터는 회생 모드로 바뀐다. 포르쉐 e-모터의 회생 제동 성능은 동급 최강이다.
'헤어핀 와인딩'이라고도 부르는 타이칸의 모터에는 어김없이 포르쉐의 DNA가 담겨있다. 여기서 스테이터의 코일은 원형이 아닌 직사각형의 와이어로 구성돼 있다. 고전적인 와인딩 프로세스와 달리 '헤어핀' 기술은 성형 기반의 조립 프로세스로 이뤄진다. 직사각형 구리 선이 개별 섹션으로 나뉘어 헤어핀 형태의 'U'자 형으로 구부러져 있다. 이러한 개별 '헤어핀'은 직사각형 단면의 표면이 위에 놓이도록 스테이터 라미네이션에 삽입된다. 이를 통해 와이어를 더 조밀하게 패킹할 수 있고 나아가 스테이터에 더 많은 구리를 추가할 수 있게 됐다. 기존 와인딩 방식은 구리 충전율이 약 50%지만, 포르쉐의 이 '헤어핀' 기술은 약 70%의 충전율을 자랑한다. 이는 곧 출력과 토크의 증가로 이어진다. 타이칸의 전기 모터는 에너지의 90% 이상을 동력으로 변환한다.
모터를 정밀하게 제어하려면 전력 장치가 로터의 정확한 각도와 위치를 알아야 한다. 이때 리졸버가 필요하다. 리졸버는 로터 디스크, 익사이터 코일과 두 개의 리시버 코일로 구성된다. 익사이터 코일은 인코더를 통해 리시버 코일로 전송되는 자기장을 생성한다. 자기장은 리시버 코일에 전압을 유도하고, 위상 위치는 로터의 위치에 비례해 이동한다. 제어 시스템은 이 정보로 로터의 정확한 각도와 위치를 계산한다. 펄스 인버터라고도 하는 이 제어 시스템은 포르쉐 기술의 정점이라고 할 수 있다. 이를 통해 800V 배터리 직류를 교류로 변환해 두 개의 전기 모터에 공급한다.
포르쉐는 이미 919 하이브리드에서 800V의 전압을 성공적으로 다루는 것을 증명했다. 전기 모터는 분당 최대 1만 6000번 회전한다. 이 엄청난 파워를 최적으로 활용하기 위해 앞뒤 구동 장치에는 각각 고유의 변속기가 달려 있다. 이 모든 기술력이 결합돼 타이칸 터보 S에 강력한 힘을 불어넣는다. 프런트 액슬의 전기 모터에서 생성된 440Nm의 토크는 변속기를 통해 약 3000Nm로 증폭된다. 리어 액슬 모터에서는 약 610Nm의 토크가 1단 기어에서 약 9000Nm의 힘을 뽑아낸다.
