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Assim como o Cayenne S Hybrid, apresentado na edição de 2010 do Salão Automóvel de Genebra, o Panamera S Hybrid é alimentado por uma combinação de motor V6 de 3 litros com compressor e um motor elétrico. Juntos oferecem um total de 380 cavalos de potência que consome 6.8l de combustível por 100 km, o que corresponde a emissões de CO2 de 159 g por km.
Estes valores são alcançados graças à utilização de pneus Michelin de ainda menos resistência ao rolamento desenvolvidos especialmente para o Panamera, que estão disponíveis como opção. Ainda assim, com os pneus padrão o modelo híbrido da Porsche apresenta um consumo médio de 7.1l/km, com emissões de CO2 de 167 g/km.
O desempenho faz também parte do vocabulário do novo híbrido da Porsche. O Panamera S Hybrid é capaz de acelerar de 0 a 100 km/h em 6 segundos e atingir uma velocidade máxima de 270 km/h.
O Panamera híbrido pode funcionar exclusivamente a energia elétrica por cerca de dois quilómetros a uma velocidade máxima de 85 km/h. O sistema de acionamento híbrido do Panamera S Hybrid é o único no mundo que é capaz de desenvolver reservas de consumo adicional graças ao chamado "velejamento" nas auto-estradas e estradas principais. Esta tecnologia permite que o sistema se desencaixe e desligue o motor de combustão a velocidades de até 165 km/h durante fases em que a energia não está a ser entregue pelo motor de combustão.
Ambos os motores, de combustão e elétrico, podem alimentar o Panamera S Hybrid sozinhos ou em conjunto. No caso do motor elétrico, este também atua como titular e como um gerador. Juntamente com o decoupler forma o módulo híbrido compacto localizado entre o motor de combustão e a transmissão. A energia elétrica recuperada da travagem e condução é armazenada na bateria de níquel-hidreto metálico (NiMH), que está ligado ao motor elétrico. O sistema híbrido é combinado com uma transmissão de oito velocidades Tiptronic S.
Para a versão híbrida a Porsche incluíu por defeito a suspensão de ar adaptativa, incluindo o do sistema de amortecedores adaptativos com PASM, com Servotronic e um limpa-vidros traseiro.
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