Porsche Taycan動力科技(上):創造純粹性能的動力總成

CarStuff 人車事 Bear 2019-09-05 18:58:06

porsche-taycan
Written by: Bear

令人嘆為觀止的加速數字、典型的跑車牽引力和卓越持續可用的動力輸出。如果您想談論真正的跑車,這些肯定都是必須實現的重點。Porsche Taycan的設計符合這些要求。

頂級Turbo S版Taycan可在開啟Launch Control功能(均為標配)時,輸出高達560 kW(761 ps) 最大功率以及1,050 Nm的最大扭矩,Taycan Turbo則為500 kW(680 ps)以及850 Nm的最大扭矩。Taycan Turbo S可在2.8秒內完成0-100 km/h加速,Taycan Turbo 0-100 km/h加速則可在3.2秒內完成,0-100 km/h加速則分別可以9.8秒與10.6秒達成。Turbo S車型續航力高達420公里,Turbo車型則超過450公里(皆符合WLTP數據)。兩款車型極速皆為260km/h。

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Taycan Turbo S和Taycan Turbo都擁有兩個效率極高的電動馬達,分別位於前軸與後軸上,從而使成為全輪驅動。驅動器的範圍和連續功率都受益於永磁同步電動馬達的高效率。而馬達、變速器和脈衝逆變器組合成一個緊湊的驅動模組。後軸驅動模組平行於軸安裝,而脈衝逆變器安裝在「陽台」方位,以增加後行李箱容積。由於採用了同軸設計,前軸模組也以非常小的空間集成到車輛前部。

永磁同步馬達的轉子帶有高質量的永久磁鐵,可自然產生磁場。因此,轉子與定子的旋轉磁場可同步移動,因此得其同步之名。脈衝逆變器可指定定子中旋轉磁場的頻率,因此調整轉子速度。憑藉其結構、效能和出色的熱性能,永磁同步馬達被Porsche認定能提供其典型的高性能表現。

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Taycan電動馬達的另一個特點是髮夾式線圈。其定子的電磁線圈由矩形而不是一般馬達常用的圓形線組成。所見的繞線彎曲時的形狀呈髮夾狀而得其名。插入定子的疊片芯後,會使用雷射光束將開口端焊接在一起。髮夾技術的製造過程很複雜,但它允許更緊密地包裝電線,從而增加定子中的含銅量,這代表能最大限度地利用空間來換取輸出動力。傳統的纏繞工藝的銅填充係數約為45%,而髮夾式線圈的比例接近70%,因而增加了相同體積的功率輸出和扭矩。

在前軸上的液冷同步電動馬達的有效長度為160毫米,有效直徑為190毫米。後軸馬達則長210毫米、直徑245毫米。總而言之,這些模組具有當今市場上所有電力驅動系統的最高功率密度(每升封裝空間所能輸出的千瓦值)。

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脈衝逆變器是控制電動馬達的最重要部件。脈衝逆變器將Performance Battery Plus提供的直流電轉換為驅動電動馬達所需的交流電。制動期間則發生相反的情況:在此,它們將在恢復期間獲得的交流電轉換為直流電以對電池充電。在Taycan Turbo S中,前軸使用最大電流為600安培的脈衝逆變器,與Taycan Turbo的300安培脈衝逆變器相比,可產生更大的功率和扭矩。

動力傳動:Porsche獨有的雙速變速箱

前軸馬達的動力通過同軸的精小型單速行星齒輪傳遞到前輪,總齒輪比率約為8:1,為一體式直齒輕量化差速器;而安裝在後軸的雙速變速器則是Porsche開發的創新產品。第一檔負責Taycan從一開始起步的加速,而較長齒比的二檔確保即使在非常高的速度下也能實現高效率和動力儲備。

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雙速變速箱結構基於三個軸,均由高強度的直齒所構成,除了代表二個檔位比率的兩個齒輪之外,還配有行星齒輪組來放大傳輸效率。馬達大約15轉就能驅動車輪的一次旋轉,這可放大產生非常高的車輪扭矩到接近12,000 Nm,從而可以從靜止起動時,就能獲得超有感的驚人加速感受。

然而,一檔主要用於Sport或Sport Plus駕駛模式。在這些模式下也可以使用Launch Control急起步功能,並且在一檔中可保持相對較長的時間,然後在Overboost啟動的情況下會換檔到二檔。二檔與前軸變速箱一樣,齒比也約為8:1。因此,馬達的八轉代表車輪的一次旋轉,這使得Taycan最高時速可達260 km/h。另外,後軸還配有可控制的差速鎖裝置,因此可讓Taycan輕鬆做出橫移滑胎的動態。

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動能回收兼具90%的制動需求 6年換一次來令片就好

在內燃動力車輛中,制動器中存在的動能在減速期間大都只能轉換成熱能浪費掉。對於電動車而言,則可以恢復大部分的這種動能,在減速期間使用電動馬達作為發電機,並且利用當下動能攢升電力為電池供電。

Taycan最高潛在回收能力高達265kW,這大約相當於360匹馬力,明顯高於目前市場上的大多數競爭對手,而減速值更可高達3.8 m/s2。因此,收掉加速踏板時,無須依賴車輪煞車,就可應付90%的日常駕車需求。當釋放加速踏板時,Taycan設計為始終盡可能滾動或滑行,可用的動能保留用於處理航行使用。另一種回收模式,在踩下制動踏板時所進行的回收,則會產生非常高的能量回收。

由於使用車輪煞車的機會大幅減少,出於這個原因,Porsche有史以來第一次為煞車來令片定訂了一個與時間相關的更換間隔建議:它們必須「每六年更換一次」。這是內燃動力車款絕對無法觸及的!

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駕駛模式:不受限制地選擇最佳續航或最大性能表現

新款Taycan的駕駛模式基本上遵循與其他Porsche車型系列相同的理念。此外,還透過特殊模式進行補充電動車比較需要的模式。其共有四種駕駛模式:Range、Normal、Sport和Sport Plus。此外,可以在“ndividual模式下根據個人需要進行設定。Sport Plus和Individual模式的先決條件是必須選配Sport Chrono套件(Turbo S標配),其中模式開關也是集成在方向盤右下角。

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Range

Taycan在Range模式下表現特別有效。最高車速限制在90~140km/h之間,但可以透過踩下加速踏板來超越之。在這種模式下意味著可以實現最有效的全輪分配。在極端情況下,Taycan甚至可以切還成僅前輪驅動,而冷卻風門、底盤高度(降低20毫米)和主動式尾翼都會設置為最小阻力模式。空調、液壓泵、氣壓式懸吊和頭燈也以最有效的配置運行。

Normal

在基本設置中,Taycan以線性方式提供其功率輸出。所有四個車輪都以效率模式驅動。冷卻風門僅在必要時打開,尾翼會根據速度進行調節,底盤則依據狀況需要降低。恆溫空調控制和自適應巡航控制則會無限制地運行,氣壓式懸吊主要提供完全的舒適性表現。

Sport與Sport Plus

最高性能可在Sport和Sport Plus模式中使用。以更運動的方式實現後驅偏置的全輪驅動設定並且以更動態的方式控制。電池的冷卻和加熱策略則是為性能而設計成高效率執行。根據所需的冷卻能力對冷卻風門進行控制,而尾翼控制則取決於速度。車內空調控制會較無限制地調節,自適應巡航控制也更加動態(包括更強的加速度)。轉向頭燈的功能也更具動感。懸吊高度可依據速度降低22毫米,而包括後軸轉向的靈敏度也有提升對應調整。

至於Sport Plus,則會對應賽道使用在程度上再更加強,而懸吊高度則會始終固定在-22毫米的位置。另外,全輪驅動和牽引力控制系統的運行速度,更會發揮傳統系統的五倍效能。例如:如果單一車輪有更多的滑動,那麼電動馬達就會以閃電般的速度對其進行調節,這在雪和冰上的駕馭體驗,會展現不同於傳統車款令人印象深刻的動態表現。

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不僅電力動力總成能夠高度響應加速,Porsche也致力於確保這也可以連續多次完成,而這是內燃動力車款難以達成的。因此,新款Taycan Turbo S能夠連續10次完成0-100 km/h的加速,均能再現2.8秒左右的加速時間而毫無問題。這種加速性能同樣在高速時也令人印象深刻,先前也完成連續26次0-200 km/h加速,性能無明顯衰退的測試創舉,當然也包括了多次出彎全加速衝刺大直線的賽道動態。

延伸閱讀:Porsche Taycan亮相!結合永續設計理念,並以Turbo命名的純電跑車

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