Taycan 在行驶中如何收集能量?

保时捷以独特的能量回收系统为全行业树立榜样。

   

想象一下,当你在高速公路畅通无阻行驶的时候,时速达到每小时 120 千米,直到你想要转弯超过一辆油罐车。那没问题,这时候,保持足够的距离,减速到 80 千米/小时。而这一眨眼的功夫,就会消耗相当多的能量!这是因为在装有内燃机的车辆中,可用的动能会在刹车的一瞬间转化为热能,而这些热能将无法得到使用。电动汽车则可以回收大部分能量,在减速时将电子机械转化为一种发电机,将产生的电力供给电池。比如在保时捷 Taycan 上,相当一部分的制动能量都会被用于汽车行驶。这就是所谓的“能量回收”(Rekuperation)。这个词源于拉丁文的“recuperare”,意为“恢复”。在技术领域,这个词已被用来形容能量的回收。动能制动能量会伴随着速度的增长成倍提升,两倍的速度就意味着四倍的能量回收。Taycan 在以 100 千米/小时的速度刹车时,所回收的能量是以 50 千米/小时的速度刹车所消耗能量的四倍。这种能量回收与汽车驱动的结合,是电动汽车效率的决定性因素。

Taycan 是如何做到这一点的?

“为了实现能量回收,我们将在祖文豪森 (Zuffenhausen) 生产的电动发动机整合到制动系统当中。”英戈·阿尔伯斯 (Ingo Albers) 向我们解释其基本原理。他是魏斯萨赫 (Weissach) 保时捷开发中心的底盘主管。接着,他向我们继续解释道:“电动发动机一般可以进行所谓的四象限运行。”也就是说,电动发动机可以进行一般意义上的运作。在这种情况下,转速和扭矩在同一正方向上运行。不过,每一个电动发动机也可以作为发电机使用。这时,电动发动机继续沿相同的方向旋转,但会由车轮驱动,而不是反过来驱动它们。在这种情况下,它不消耗电能,而是产生电能。而且,由于驱动电机需要大量能量,以便使转子在磁阻力下转动,这种所谓的负扭矩可以用来使车辆减速。

速度与能效兼备:

速度与能效兼备:

Taycan 已将前后桥上的两个电动发动机与制动系统实现整合。

因此,在 Taycan 中,我们对电动发动机的控制单元和电力电子装置,与制动控制系统的控制与运转方式进行了智能连接。这使得传统的液压车轮制动器和电动发动机能够结合起来实现减速。对此,魏斯萨赫的专家们研发出复杂的能量回收系统。在几毫秒内,电子装置将决定哪些部件采用电制动或液压制动。司机感觉不到任何差异,而只会在仪表盘的功率表上了解到相关信息。

“我们将继续
提高能量
回收效率。”

英戈·阿尔伯斯

在日常驾驶中,Taycan 会在约 90% 的制动情况里,完全以电动的方式来实现减速,并在此过程中收集能量。“但在极端情况下,例如要实现满载且最高速行驶的 Taycan 的制动。”阿尔伯斯说,“这时就必须应用超过两兆瓦的最大制动功率。仅靠电力驱动系统是无法实现这一目标的。这时,传统的车轮制动器就会更多发挥作用。”还有一种可能的情况,便是电池已经充满,因此不允许再通过能量回收进行充电。为了应付各种情况(其中包括比如在满电的情况下下坡行驶),保时捷依旧将液压车轮制动器设计得十分强大。通过将电动发动机和电子装置的独特设计,与保时捷典型的智能控制系统相结合,Taycan 可以回收高达 290 千瓦的能量。“这绝对是一个非常顶级的能量回收效率。”阿尔伯斯说道,“但我们将继续提升这一效率。”

能量回收的协调:

能量回收的协调:

保时捷稳定管理系统 (PSM) 结合机电制动助力器,确保 Taycan 的制动踏板上始终有一致的压力点。

走自己的路

一些汽车制造商会将汽车设计成在司机脚部松开油门踏板的一瞬间,自动激活电力驱动的能量回收,业内称之为“单踏板驾驶”(One-Pedal-Driving)。“Taycan 中绝不会出现这种模式。”阿尔伯斯说道,“踩下制动踏板进行减速,这一点对于司机们来说是早已习以为常的事情。由此,我们所引入的能量回收模式便可以在此基础上,提供与以往经验一致、且可预见的反馈。此外,我们还可以实现 ABS 和 PSM 等系统的全面整合。”从技术上来讲,将电子发动机的制动力放到加速踏板上,而不是将其整合到制动系统中,会容易得多。“但我们只会把少量的能量回收放到加速踏板上。驾驶员会感受到,这是一种有效、轻松的驾驶体验,尤其是当他在城市以外的地区行驶的时候。”英戈·阿尔伯斯解释道。

结论:保时捷仍然是保时捷,始终在不断重塑自我。祖文豪森的第一辆纯电动跑车也走上了自己独特的道路,并始终以最高效率为目标。通过巧妙的系统设计,Taycan 可以借助制动能量的回收,实现大约三分之一的续航能力。

Heike Hientzsch
Heike Hientzsch

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