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性能挂帅主导纯电之乐,保时捷Taycan怎么做到的?

油门到底ACC 12浏览 2022-08-13 IP属地: 北京

纯电驱动跑车领域,保时捷Taycan既是开创者,也是领导者。当前不久一部Taycan Turbo S以7分33秒用时刷新纽博格林北环单圈成绩的一刻,已发布三年的Taycan家族再次证明了自己。很大程度上,严谨的德国人对电力驱动相关技术的研发深度,决定了Taycan成就。

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肩负电动化发展重任,保时捷Taycan赢得了一定市场地位,产品系列不断壮大,从89.8万元的入门级车型,到售价181.8万元的Taycan Turbo S,目前已有七款产品在售。全球范围内,今年上半年,尽管受到诸多因素影响,Taycan新车交付量依然达到18,877台,介于911的21,616台与Panamera的15,604台之间。作为更强调性能的纯电跑车,保时捷Taycan一系列面向未来的创新技术,成为引领市场的基准。

为什么使用800 V系统?

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数年前,保时捷首次将800 V系统电压应用到纯电量产车型上。与通常使用400 V系统的技术相比,Taycan的优势是保持高性能同时,尽可能减少了充电时间。由于系统使用的线缆截面更小,能够减轻重量,并节省安装空间。保时捷的800 V系统还应用在919 Hybrid混动赛车上。

在保时捷Taycan体系中,Taycan 4S和Taycan后驱版标配单层标准电池,电池容量为79.2千瓦时,高性能蓄电池升级版为可选项,电池容量93.4千瓦时。相比之下,后者包含33个电池模块,每个模块由12个独立的电池单元组成。而前者少了五个电池模块,电压范围约在520至720 V。相对而言,电池模块数量的减少对车辆减重有帮助,可抵消一部分性能表现的不足。

保时捷的800 V系统仍在进化中,预计未来可提高充电功率一倍以上,即从目前的约270千瓦提高至400-500千瓦。影响该技术进步的因素有很多,包括电机、电源转换器、高压电池、高压加热器、高压线束等基础设施。

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Taycan电池单元的电极堆使用了柔性复合箔,优点是重量轻,空间利用率高。电池组分布于车底,改善了重心分布,而利用后排蓄电池凹槽营造的“脚坑”还可以提升后排乘坐舒适度。保时捷的800 V系统兼容全球充电系统,平衡了充电性能和效率,车辆可在30分钟内从剩余电量5%充至80%。

动力系统如何点燃驾驶之乐?

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保时捷在Taycan的前后桥安装了两台永磁同步电机,前桥电机通过一个同轴紧凑型单速行星齿轮向前轮输送动力。位于后桥的两速变速器是实现Taycan性能的关键一环,一挡短传动比提供起步加速动力,二挡长传动比可满足高效率和高速行驶所需动力。

Taycan提供四种驾驶模式,包括“Range”、“Normal”、“Sport”和“Sport Plus”。此外还有个性化设定的“Individual”模式。变速器第一挡主要用于“Sport”或“Sport Plus”驾驶模式,在这两种模式中还可使用起步控制系统。变速器第二挡传动比约为8:1,即电机每转动8圈,车轮转动1圈,由此实现车辆高速工况时所需动力。

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保时捷高性能电机配合创新两速变速器和脉冲控制逆变器,可实现335千瓦的最大输出功率,以及550牛米最大扭矩。电机采用发夹式绕组,具有较高的铜线槽满率和出色的绝缘和冷却效果。两速变速器平衡了加速需求和效率,更多时候使用二挡驱动,为车辆的性能释放提供了广阔空间。另外,Taycan指挥动力系统工作的核心在于保时捷动力传动系统控制器。车辆运转时,由该控制器收集相关信息并控制高速执行器,实现各控制系统的快速响应。

热管理内涵

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纯电动车的热管理水平体现着产品技术含量,驾驶模式、环境温度、电池状态、充电模式、道路工况,乃至空调温度等因素都对热管理提出了要求,特别是Taycan这样定位的车型,热管理系统不仅要为高性能提供助力,而且必须考虑续航等因素。

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在Taycan的热管理系统设定中,高压电池的安置十分重要。车辆电池组位于车身底部,外壳作为车身结构中的一个承重部件容纳冷却和电子部件。夹层结构防水外壳由顶部的护盖和底部的隔板组成。两者之间是多层桁架式蓄电池框架。冷却元件粘在隔板底部,电池壳体通过钢护板固定,电池框架采用了轻质铝材。

蓄电池通过一个线路系统和冷却液泵集成在车辆的冷却回路中,可使电池始终在最佳温度范围内运行。冷却部件安装在电池仓外部,同时尽可能减少散发到环境中的热量,从而提高冬季运行能效。蓄电池还可储存来自液冷式高压部件的废热,可智能调节温度以保证行驶性能。车辆还能基于车外温度、湿度、日照、驾驶模式和空调系统设置预测能耗,然后根据这些数值计算实时续航里程。 

可靠性相关

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在衡量车辆性能、功能、品质和质量的指标中,可靠性成为纯电动跑车评价中至关重要的一环,对此,Taycan进行了大量工作。从基本数据看,Taycan测试总里程达到约六百万公里,其中包括两百万公里耐力驾驶。足迹遍布美国、中国等30个国家,环境温度从零下35℃到50℃,海拔高度从海平面以下85米至海拔3000米以上。使用各种方式充电次数超过十万次。

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一些重要的测试场景包括在巴登南部的拉尔机场,输出达440千瓦的全时四驱Taycan车型完成了连续26次静止加速至200 公里/小时测试,测试中的平均加速耗时不到10秒,最大成绩差仅为0.8秒。在纳尔德奥试车道不间断24小时测试中,包括充电时间,测试车共行驶了3425公里。

安全车身是怎样炼成的?

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Taycan的性能要求以高安全车身为基础,这涉及到结构设计以及材料和工艺等环节。Taycan的全电镀车身主要以铝和钢材料组合制成。悬挂支承、车桥支承和后侧梁均采用压铸铝。减震器支承由锻铝材料制成。前侧梁由铝外壳结构与挤压型材组成。门槛采用七腔室挤压型材结构。

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在车辆A柱、B柱内外侧、侧车顶框架、座椅横梁等处使用的是热成型钢,除车头和车尾部件之外,整个车壳均采用铝材料。Taycan的铝材使用比例约占全车的37%。Taycan的安全结构还包括车身底部蓄电池的铝制外壳,该外壳被设计成一个承重部件,通过28颗螺栓固定在车身上。

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纯电动跑车发展前景广阔,基于性能与效率平衡的要求,在材料、工艺和零部件等技术进步方面,保时捷的一系列创造为行业拓展了思路。

 
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