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三年前,在保时捷Taycan入选的那一年,拉尔斯科恩驾驶Taycan Turbo原车,在7分42秒内完成了新伯格林赛道的一圈,取得了量产纯电动车的新百灵速度记录。但是不久就被特斯拉model splad抢走了桂冠。今天,保时捷可以再次夸耀江湖。Taycan Turbo S在7分33秒内创下了新北圈速度。这辆车除了必要的过山车和赛车座椅外,和你能买到的Taycan Turbo S一样,但这次比前任冠军快2秒。所有这些都是保时捷60亿欧元的研发amp与d成本密不可分,这60亿到底花在哪里了?保时捷Taycan背后的技术有比赛技术的沉没吗?今天我们一起揭开秘密吧。
800V电压:效率和轻量化
Taycan是第一个系统电压达到800伏(电压范围:610-835伏)的量产车型(典型的电动车系统电压仅为400伏)。持续稳定的性能和缩短充电时间有很大的优点,电压提高后电流会适当减少,从而有效减少电缆切除,从而减轻重量,优化空间布局。
另外,软包电池的电芯电极堆不用硬壳密封,而是使用柔性复合箔。这样可以充分利用为蓄电池提供的矩形空间,减轻重量。
Taycan Turbo S和Taycan Turbo标配的双层高性能电池升级版本包括33个电池模块,每个模块由12个独立的电池单元(共396个)组成,总容量为93.4千瓦时。Taycan 4S和Taycan后部驱动器标配容量为79.2kWh的单层标准电池,标准电池比选择的高性能电池升级版本少5个电池模块。因此,电压范围约为520 ~ 720V。28个模块中的336个电池单元根据168s2p技术原则相互连接。由于电池模块数量少,重量也很轻,因此Taycan 4S和Taycan背板可以减轻约76公斤的重量。
智能热量管理:类似MGU-H技术的事件,用于解决冷却和加热问题
热量管理的核心是冷却和加热高压部件的高效智能系统。该系统特别适用于800V高压蓄电池,还适用于车辆DC充电器、DC/DC转换器、汽车AC充电器等其他部件、电机、脉冲控制逆变器、变速器等驱动部件。冷却电路根据需要连接到车辆冷却电路。这样可以根据零部件需求持续提供冷却,防止过热,造成电力损失,在满足保时捷专用车辆要求的同时,最大限度地提高所有工作模式的灵活性。
硬件端热管理系统包括带有冷却剂散热器的网络管路系统(行驶方向左前方)、3个冷却剂泵、6个冷却剂阀、2个风扇和10个冷却剂温度传感器。此外,还有连接空调系统的部件(行驶方向的右前方),空调系统有单独的蒸发器(冷却器)和空调/冷却用热交换器(iCond)。整个系统由精密的网络控制装置控制。
简而言之,高压电池的可用驱动功率和充电速度取决于充电状态(SoC)和电池单位温度。因此,蓄电池根据初始状态和期望的最终状态生成不同的温度目标。选择的驾驶模式也起着重要的作用。在Range(续航里程)模式下,驱动器、高压电池和最小车辆功耗最有效(例如,冷却泵的转速降低)。在“Sport(运动)”或“Sport Plus(运动升级)”模式下,根据电动机和脉冲控制逆变器的最大性能设置适当的冷却液温度目标。
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布置在前轴与后轴的两台强大电动机我们称之为永磁同步电机(PSM)。它的特点就是由优质的永磁体作为转子产生旋转磁场,转子的运动与定子的磁场同步,并因此得名。它能通过脉冲逆变器指定定子内旋转磁场的频率,来控制转子转速。永磁同步电动机的设计、功能和优异的热性能使其具有保时捷的典型高性能。
Taycan电动机的特性是所谓的发夹式绕组,定子的电磁线圈是由矩形而不是圆形的导线组成。导线在弯折后插入定子的层压铁芯,由于它们的形状看起来就像发夹因故得名“发卡”。开口端用激光焊接连接在一起。发夹技术使线圈得以用更紧凑的方式封装,从而将更多的铜线集成到定子中,提高单位体积中的功率输出和扭矩水平。对于Taycan这样的高性能车型的另一个重要优点是发夹定子可以被更有效地冷却。
与驱动系统的设计(PSM和800V技术)相结合,热管理确保了动力需求时的可再现性。冷却系统是针对单一车型的需求量身定制的,能够在所需时连续多次实现跑车般的性能。保时捷实现了性能和续航能力之间的平衡。在冬季,智能热管理还可以实现高效的按需供暖功能。
可靠性测试:坚定了赛道圈速的稳定性
在保时捷,电动车也必须接受与内燃机跑车一样的严格测试。测试项目除了展现卓越的性能,也会确保车辆在所有气候条件下的适应性和日常实用性。电动车型还需要满足几方面的特殊标准,包括在极端条件下的电池充电能力,以及对传动系统和车内体验的温度控制等。而赛道性能、多次加速表现,及满足日常使用的续航里程则是保时捷研发的基本目标。
类似赛事中的模拟器,保时捷为Taycan也准备了数字化原型车的测试阶段,所有的系统程序均被集中于一台新车的车身、传动、底盘、电子系统和整车,并对各部分功能进行模拟演示,这其中也包括模拟各部分之间的协同运作。目前,Taycan的虚拟原型车已经完成了超千万级公里数的数字化里程。
这意味着在早期,研发工程师们就在一个驾驶模拟器上完成了Taycan在纽博格林北环赛道的试车,从而测试并评估车辆的赛道性能。在此过程中,他们主要关注电能管理,这对于车辆能在20.6公里(计时距离)的纽北做出8分钟以下的圈速成绩是至关重要的。
对于保时捷的第一款纯电动跑车来说,在赛道上持续做冲刺圈显然不成问题。
而在测试中,这款440kW的全时四驱车型成功完成了连续26次静止加速至200km/h。这项性能挑战在巴登南部的拉尔机场进行,26次测试中的平均加速耗时不到10秒,最大的成绩差也仅为0.8秒。而这些都成为了Taycan能够重回冠军宝座的必要条件。
编辑总结:
即便是上市已经三年,保时捷Taycan在技术的颠覆性以及科技性能至今也无人能与之匹敌,然而经过了时间的验证,极端的耐久性也成为了又一光环。即便是花见花开的特斯拉与众生芸芸、正在崛起的中国新势力,也只能望其项背Taycan身上如此全面的顶尖技术。今天,我们说圈速背后的故事,Taycan注定称王,至于市场背后的故事,那只能坐等中国用户们的评判了。
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