Taycan 在行駛中如何回收動能?

保時捷以獨特的動能回收系統在車壇立下新里程碑。

   

想像一下,當你在高速公路暢行無阻的時候,時速達到每小時 100 公里,直到一輛箱型車切換車道,擋住你的去路。小事,這時候你為了保持安全距離,減速到每小時 80 公里。而這一眨眼的功夫,就會消耗相當多的能量!這是因為搭載內燃機的車輛中,可用的能量會在煞車的一瞬間轉化為熱能,而這些熱能將無法被利用。電動車則可以回收大部分能量,在減速時將電子機械轉變為發電機,將產生的電力儲存於電池中。比如在保時捷 Taycan 上,相當可觀的煞車能量都會被回收成為動能。這就是所謂的「動能回收」(Recuperation),這個詞源於拉丁文的「recuperare(恢復)」,如今在科技領域中被廣泛使用。動態煞車能量會伴隨著速度的增長呈倍數提升,兩倍的速度就意味著四倍的動能回收。Taycan 以 100 公里/小時的速度煞車時,所回收的動能是在 50 公里/小時煞車時的四倍。這種動能回收與驅動的結合,是電動車效率的關鍵因素。

Taycan 如何做到這一點?

「為了實現能量回收,我們將在祖文豪森 (Zuffenhausen) 生產的電動馬達整合到煞車系統當中。」英戈‧阿爾伯斯 (Ingo Albers) 向我們解釋基本原理。他是魏薩赫 (Weissach) 保時捷研發中心負責車輛底盤的主管。接著,他向我們繼續解釋道:「電動馬達一般可以進行四象限運行。」也就是說,電動馬達可以進行一般意義上的運作。在這種情況下,轉速和扭矩在同一正方向上運行。不過,每一具電動馬達也可以作為發電機使用。此時,電動馬達繼續沿相同的方向轉動,不過是由車輪驅動,而不是由電動馬達驅動車輪。在這種情況下,它不消耗電能,而是產生電能。而且,由於驅動馬達需要大量能量,才能使轉子在磁阻力下轉動,這種負扭矩可以用來使車輛減速。

雙重效能:

雙重效能:

Taycan 將前後輪軸上的兩具電動馬達與煞車系統整合。

因此,在 Taycan 中,電動馬達的控制單元和電力電子裝置巧妙地與煞車控制系統的控制與運轉方式連接。這使得傳統的液壓車輪煞車和電動馬達能夠共同替車輛減速。為此,魏薩赫的專家們研發出複雜的動能回收系統。在幾毫秒內,電子裝置能夠決定電動與液壓煞車的比例。駕駛者雖然感覺不到任何差異,但可以從儀錶資訊幕的功率表上查看。

「我們將繼續
提升動能
回收效率。」

英戈‧阿爾伯斯

在日常駕駛約 90% 的煞車情況中,Taycan 會以完全電動的方式來實現減速,並在此過程中回收動能。阿爾伯斯解釋:「但在極端情況下,例如要在滿載時從最高速為 Taycan 全力減速,這時就必須應用超過兩兆瓦的最大煞車功率。僅靠電力驅動系統是無法實現這一目標的,因此傳統的車輪煞車系統就會發揮更多作用。」還有一種可能的情況,是當電池已經充滿,不允許再透過動能回收充電。為了應付各種情況(其中包含在滿電的情況下下坡行駛),保時捷依舊提供強大的液壓車輪煞車性能。電動馬達和電子裝置的獨特設計與保時捷著名的智慧控制系統結合,使得 Taycan 可以回收高達 290 千瓦的能量。「這絕對是非常頂尖的動能回收效率。」阿爾伯斯說道,「而我們將繼續提升這個效率。」

動能回收的協調:

動能回收的協調:

保時捷車身動態穩定系統 (PSM) 結合電機煞車增壓器, 確保 Taycan 的煞車踏板上始終有一致的壓力點。

走自己的路

一些電動車製造商將車輛設計成當駕駛者腳離開「電門」踏板的一瞬間,自動啟動電力驅動系統的動能回收,這項程序稱為「單踏板駕駛」(One-Pedal-Driving)。「我們給予 Taycan 不同運作模式。」阿爾伯斯說道,「踩下煞車踏板進行減速,這一點對於駕駛者而言是習以為常的事情,且能夠獲得與以往經驗一致、容易預測的回饋。此外,我們還完整融入了 ABS 和 PSM 等系統。」從技術上來講,將電子馬達的煞車力放到油門踏板上,而不是整合到煞車系統中,會容易得多。「但我們只會把少量的動能回收放到油門踏板上。駕駛者會感覺到,這是一種有效卻輕鬆的駕駛體驗,尤其是在郊區行駛的時候。」英戈‧阿爾伯斯解釋道。

結論:保時捷仍然是保時捷,而且持續精進中。祖文豪森的第一款純電動跑車也走上了自己獨特的道路,並始終以最高效率為目標。透過巧妙的行駛策略,Taycan 可以藉助煞車動能的回收,貢獻約三分之一的續航能力。

Heike Hientzsch
Heike Hientzsch

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