保时捷Taycan再创纽北记录 “生于赛道 驰于公路” 传承始终

易车讯在燃油车的时代,内燃发动机作为机械工艺所能触及的巅峰,一度是保时捷骄傲的资本,甚至是“保时捷的灵魂”。然而在电气化革命之后,“性能”这个在内燃机时代如同鸿沟般的差距,已然被电动机悄无声息地抹平。显然,保时捷明白这其中的道理。

为了追赶时代,2019年底,保时捷以第一款纯电动跑车TAYCAN的方式向世人展示着它的成果,以宣告保时捷在电动化背景下的转型开始,以及对于“生于赛道 驰于公路 ”的延续。

在电动化的时代里,可以说TAYCAN从911手里,完成了接力棒的传递,无论是从车身姿态、驾驶性能和甚至是定位上,TAYCAN与911都代表着保时捷在内燃机和电动机领域的极致。

在TAYCAN首发之时,TAYCAN TURBO原型车以7分42秒的成绩完成了纽伯格林赛道的一圈,拿下了量产纯电动车的纽北圈速纪录。然而没过多久,就被特斯拉MODEL S PLAID抢走桂冠。

而日前,TAYCAN TURBO S以7分33秒再创纽北圈速记录,而这辆TAYCAN TURBO S几乎与市售版车型完全相同,仅区别于防滚架以及赛车座椅等部件。

为了让“保时捷式驾驶乐趣”做到有口皆碑,TAYCAN在调校上既不像传统跑车、也不像大家熟知的电动汽车,完全是保时捷自家的驾驶风格的延续。

而为了照顾更广泛的客户群体,保时捷还在TAYCAN 的基础上不断推出改进车型,首款纯电动跨界多用途车(CUV)TAYCAN CROSS TURISMO和全新TAYCAN GTS,使得TAYCAN家族车系更加丰富。与此同时,保时捷也在积极推出TAYCAN的各种运动套件,使其更具个性和运动感。

众所周知在电动化时代,热量产生的绝大部分因素是因为电流在通过电阻时产生了摩擦力,而整个电动车内部无不存在着电阻。在中国市场上的大部分主流电动车依然是采用400V系统以及120KW以下的充电技术,而保时捷TAYCAN是业内首款采用800V高电压平台的车型,而800 V电气架构科技则源自 919 HYBRID混动赛车。

同等功率情况下,相比400V架构,保时捷的800V架构下由于电压增高,电流可适当减小,因此线缆截面积可有效得到缩小,从而实现减轻重量,同时优化空间布局。因此,也为“祖文豪森工程师们”提供了更多空间安置多层次复杂的热管理系统。

“祖文豪森工程师们”不仅将整车发热量控制到一个极致的低水平,而且最大充电功率可以达到270KW,可以在22.5分钟时间里,把TAYCAN TURBO S上容量为93.4KWH的动力电池从5%充到80%,提供300KM的续航里程。

减半的电流更是减少热量产生的关键,电流从电池输出进入电控最后到电机,这三个单元在电流减半影响下,功率损耗当然也更小一些;同时减半的电流可有效降低功率在传输中的损耗,这也意味着发热量减少,整车的耐久极限更高。这都为TAYCAN在持续稳定的高性能和更短的充电时间上,带来了有明显的优势。

保时捷TAYCAN 23分钟充电80%的充电能力也补足了465公里的续航短板。在保时捷800V电气架构加持下,成功的不仅仅是一台TAYCAN,很可能是整个电动车行业的进步。

在保时捷TAYCAN上,除了800 V架构足够引人关注,两档变速箱的设计同样也让TAYCAN显得独树一帜。

那为何TAYCAN有后驱和四驱两种驱动形式,不同的车型搭载动力输出性能不同的电机,但所有车型的后桥电机都带有两挡变速器,还可标配或选装电控限滑差速器。而与之动力性能相当的特斯拉MODEL S却仍在坚持在用单级变速箱呢?

简而言之,由于电动机的超大扭矩特性,使得常规的变速箱都很难适应如此苛刻的工作条件。不是特斯拉不想用两挡变速器,而是有研发但未能量产,因可靠性和耐用性存方面的问题,还是选择了单级减速器来实现动力的传递。

所以,也就可以理解,即使是成熟的厂商依旧会从从爱信、ZF这样的变速箱配套商处购买。毕竟变速箱的技术壁垒确实很高,不仅技术门槛高,研发投入也是巨大的,即使像特斯拉也没能成功掌握。

可以说,TAYCAN后桥的两速变速器是保时捷的创新之作,TAYCAN的前后电机均为永磁同步电机,并且前电机重量控制到了76KG,后电机重量170KG,再匹配上两档变速箱可以使得其拥有适应广泛转速的恒扭矩(最大扭矩)输出特性。第一挡为TAYCAN提供更高的起步加速度,达到加速的目的;而第二挡则提供高效率和高动力储备,为了保证加速。

电机每转动15圈,车轮转动1圈,由此能够产生接近12,000 N·M的超高轮上扭矩,在两挡变速箱的加持下,TAYCAN可以在更宽泛的车速情况下,使用效率最高性能最好的恒扭矩电机转速驱动。从而获得比单级减速器更优异的、各个不同速度范围段的加速性能。

作为纯电车型,电池的重要性不言而喻,TAYCAN在设计之初便将电池包和车身结构融为一体。蓄电池安装在车身底部中央,降低了重心,蓄电池配备了铝制外壳,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。

因此整车不仅重量分配更为合理,车身的整体性和稳定性也得到了很好的兼顾。保时捷TAYCAN采用的是三元锂离子动力电池,根据车型的不同,其动力电池有79.2KWH和93.4KWH两种容量。

而TAYCAN TURBO S 和TAYCAN TURBO标配的双层高性能蓄电池升级版包含33个电池模块,每个模块由12个独立的电池单元组成(共396个),总容量为93.4KWH。TAYCAN 4S和TAYCAN后驱版标配单层的标准电池,容量为79.2KWH,相比选装的高性能蓄电池升级版,标准电池少了五个电池模块。

因此,其电压范围约在520至720V。28个模块内的336个电池单元基于168S2P技术原理相互连接。由于电池模块数量较少,因此重量也更轻,使TAYCAN 4S和TAYCAN后驱版可以减轻约76KG的重量。

除此之外,软包电池中的单元电极堆未使用硬壳体密封,而是使用了柔性复合箔。由此可充分利用为蓄电池提供的矩形空间并减轻重量。

对于电动车来说,热管理系统犹如命脉,要想让电驱系统在任何温度下都发挥出极致的性能,温控就是它们的保障。如果温度过高,即使电动机性能再强,也会因高温制约性能,影响实际性能的输出表现,对于“持久”的高性能和真正的赛道能力,更为关键。

热量管理的核心是用于冷却和加热高电压部件的高效智能系统。而在TAYCAN诞生之前,保时捷在内燃机时代可谓叱咤风云,无论是曾经历代 911 创造的辉煌,还是 918 SPYDER 到 919 HYBRID的极致,保时捷在民用、赛道的道路均积累了电动系统的研发经验。

从电机设计,电芯结构再到电源管理系统和充电技术,都通过赛道的验证再把这部分技术下沉到量产车上。因此也有了足以匹配TAYCAN极其变态电机性能的一套超复杂热管理系统,并将它称之为TMS智能热管理系统。

这套系统尤其适用于800V高压蓄电池,同时也适用于车载DC充电器、DC/DC转换器、车载AC充电器等其他部件以及电机、脉冲控制逆变器和变速器等驱动部件,其冷却回路根据需要与车辆冷却回路连接。这样可以防止由于不断根据部件需求提供冷却而产生过热,进而导致功率损失,同时还能保证所有工作模式的最大灵活性,满足保时捷特有的车辆要求。

简而言之,TMS智能热管理系统可以同时为电机和高压电池组散热,三种回路智能组合,为的就是致力于实现“持久”的高性能输出,让车内各个核心元件始终处于理想的温度区间内。因此,根据初始状态和期望的最终状态,蓄电池会产生不同的温度目标。热管理系统与驱动系统的设计相结合,确保了动力需求时的可再现性。

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。

TAYCAN这样的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。

包括在距离北极圈附近的极寒性能测试,迪拜的高温测试等全球 30 个国家进行全面的测试,覆盖的气温条件从零下 35 ℃ 到 50 ℃,相对湿度从20%-100%,海拔从海平面以下85米到3000米以上,并且完成了超100000次的充电。

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。

在早期,研发工程师们还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。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。

TAYCAN的续航里程不仅足够保障日常出行,更加注重表显里程真实可靠。复杂的计算逻辑考量了外部环境、路况、个人驾驶风格,以及空调等车内设备使用等综合情况,确保表显数值贴近实际,令驾驶者可以充分信任,并由此规划后续行程。这一点在TAYCAN正式首发前已得到全面验证。

总结:无论是800V架构、电机设计、热管理等等,都在传承中突破,对于保时捷而言TAYCAN是至关重要的,TAYCAN在传承速度激情,与科技性能的融合,让保时捷成功开启了电动化之旅,并且以另一种方式演绎保时捷的运动性。

其创新不仅经过了时间的验证,全面的顶尖技术也让一众电动品牌难以望其项背。TAYCAN是保时捷真正意义上做到了如何平衡创新和传承的关系,是迈进电动化的重要一步,更会是保时捷历史上一台具有传奇色彩的车型。