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純電歷史有120年?對標Model S,解析保時捷Taycan的三電系統

提及保時捷,大家可能第一反應就是跑車,尤其是經典跑車——保時捷911。確實,在當下汽車行業高效能,高機械素質一直都是保時捷這個品牌的標籤,即便是保時捷純電動車型 Taycan也是如此。可能有的朋友心生疑問,佈局燃油車市場的保時捷,能造好電動車嗎?

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其實,如果大家瞭解過保時捷的歷史,就會明白,我們的擔心是多餘的。

仔細查閱保時捷的發展史,你會發現早在1896年,保時捷創始人費迪南德·波爾舍就在英國申請了輪轂電機專利,此後

,歷經多年的技術探索,保時捷在1900年設計出了首款純電動汽車Lohner-Porsche。換言之,在造純電車型這條路上,保時捷已經走過了120多年。

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Lohner-Porsche

所以,對比部分造車新勢力,保時捷在純電市場還是有一定的技術沉澱。那麼,在純電市場,保時捷的三電技術如何?我們不妨透過保時捷Taycan來尋找答案。

採用LG電池,Taycan提供800V快充

和燃油車的三大件一樣,大家在買純電車型的時候,首先關注的就是汽車的電池,也就是續航。保時捷Taycan的電池供應商是LG化學,屬於三元鋰電池,採用水冷系統進行散熱。

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眾所周知,跑車一般為了減低風阻,車身設計高度較低,所以跑車在裝載電池的時候,困難更大。為了解決這個問題,保時捷的工程師在電池結構上設計了一種類似“工”字的腳坑結構,從而在保證汽車續航的同時,也保證了後部乘客的空間。具體來看,Taycan電池組採用了多層的結構,且內部設定多根橫樑,既保證框架有足夠強度,還能夠很好地保證側面撞擊的安全性。

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保時捷Taycan的電池

在電池方面,Taycan 電

池包由33個模組組成,每個模組含有12個64.6Ah 3.65V的LG 電池軟包電芯。在具備了硬體基礎之後,Taycan 把396個電芯分成兩部分,然後進行並聯,形成2P198S結構,為此,這臺車在擁有跑車外觀的基礎上,也有了近500km的

續航。

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800V電動系統降低了電流、減少發熱也達成輕量化效果

在電池環節,保時捷Taycan還有一大優勢,那就是支援800V快充。

從技術理論上來說,電壓越高,相同功率下的電流越小,電流越小,那麼根據焦耳定律,各個通電裝置的發熱也就越少,也就越安全。

在這裡需要給大家說明的是,保時捷不僅是首個電池系統採用800V高壓,電動力總成,包括電驅動、逆變器、充電系統等也都採用800V系統。除此之外,這臺車也支援400V、48V和12V(LFP電池

)。

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400V和800V的高壓充電器

要知道,市面上絕大多數車企都是採用400V快充,這其中就包括特斯拉。原因也很簡單,一方面,國內提供800V充電點不足百個,

另一方面,對於800V理想充電效率存在很多苛刻環境條件因素制約

。關於電池這個細節,我們可以對比同級別的Model S,二者的差距比較明顯,因為跑車的定位問題,保時捷Taycan的電池容量更低,且續航更短。

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在這裡給大家提一個細節,Taycan使用的是

脈衝控制電流轉換器,

在實際工作的時候,這套系統可將電池模組的直流電轉為能夠驅動電動馬達的交流電;當剎車動能回充時則將交流電轉換為直流電儲存至電池當中。

按照保時捷的說法,這套電流轉換器能夠達成98%的轉換效率,從而提升了整個電動系統的運轉效率

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Hair-Pin髮卡電機+兩速變速器,保證汽車駕駛效能

前面聊的是電池,我們接下來看看這臺車的電驅系統。保時捷Taycan所搭載的“扁線電機”,屬於Hair-Pin髮卡電機,也就是我們經常提到的永磁同步電機。有資料顯示,在相同的空間內,對比“圓線電機”,

扁線電機可以多填充20-30%的導線,從某種程度上可以理解成將電機功率提升了20-30%

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相比起傳統電機而言,扁線結構還有其他優勢。比如,在使用的時候,它使得導線與導線間的接觸面積大幅提高,因此散熱能力會更強。

同時,因為結構更緊湊,所以這套電機的體積佔比也是更小的。反映在整車上,扁線電機能提供更優越的加速效能,並且噪音更小,大幅提升了整車效能。

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Taycan使用的高效能永磁同步馬達

目前來看,根據車型不同

,保時捷Taycan的動力也存在著一定的差異。其中,Taycan 4S、Taycan Turbo 和 Taycan Turbo S 裝有兩臺永磁同步電機 (前後車橋各安裝一臺),

但所有的車型都是採用的雙電機四驅。具體到車型身上,低配版本的電機總功率為300千瓦,而高配版本的電機功率甚至達到了560千瓦。

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Taycan的銘牌

這與特斯拉Model S還存在一定的區別,畢竟,後者的頂配版本還提供三電機可選。但如果考慮價格,特斯拉Model S更佔優勢。

要知道,雖然Taycan 2022款 改款 Taycan Turbo S的零百加速達到了2.8,但在售價層面,這臺車高達181.8萬,位元斯拉Model S貴不少

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Taycan使用的兩速變速箱

但需要說明的是,

在傳動部分,保時捷Taycan配置了電動車當中少見的兩速變速箱,一組齒比有著最佳加速效能表現,另一組齒比則適合高速巡航狀態,

得益於此,Taycan就可以依託更小的電動馬達來滿足效能與巡航的需求。

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保證續航和效能,解析保時捷Taycan的電控技術

如何在保證效能的同時,還讓續航表現出穩定性,這是消費者所關注的。為了最佳化整車的續航能力,保時捷Taycan做了不少規劃,比如,其配備的保時捷充電規劃功能器(the charging planner)能夠對旅途路線進行高度智慧化的控制。

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這項配置操作起來也比較容易,在使用者設定好目的地,啟動路線導航後,系統不僅僅計算最優路線,還會計算電量是否能夠完成路線。同時,依託車聯網系統,這套系統還可以告知使用者,中間是否需要充電,哪裡能夠充電,充電時間多久等資訊。為了進一步提高充電效率,系統會在充停前及時調整電池溫度。

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三迴路水冷散熱技術

在關乎效能的電控層面,高效的熱管理也是不得不說的。

Taycan採用了三迴路的水冷散熱技術,具體來看,三迴路的工作狀態各不相同。

低溫迴路:負責高壓電池、轉換器、升壓器、充電器等高壓元件的散熱

中溫迴路:負責逆變器、變速器和電機等驅動模組的散熱;

升溫迴路:由800V加熱器帶動的升溫迴路,以便於在冬季讓電池處於最佳工作狀態。

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需要說明的是,在這三大回路當中,其中低溫和中溫迴路的散熱除主動撞風之外甚至還動用了空調為水路降溫。

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不僅如此,

保時捷Taycan還有智慧續航里程管理器。這套系統可以視為充電規劃器的“進化版”:在“Normal”、“Sport”、“Sport Plus”和“Individual”四種駕駛模式下,

系統可以自動最佳化路線,減少充電停靠次數,限制車速更快到達目的地,進而打消了使用者的充電焦慮。

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結束語:

總體來講,雖然屬於一臺來自豪華品牌的純電車型,但保時捷Taycan的表現並沒有讓我們失望。

整車在延續保時捷911的跑車氣質的同時,還在車身不少細節都有著明顯的突破。從800V快充,到Hair-Pin髮卡電機的搭載,再到三迴路的水冷散熱技術的應用,

處處都為保時捷電驅系統的穩定性提供了較好的支撐。再加上保時捷的品牌效應,在市場上也就有著不錯的熱度了。(來源:汽車行業情報站)

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