第一辑:一场“电”的革命
2019年9月4日,保时捷首款纯电动跑车Taycan揭开神秘面纱,开启跑车乐趣的新纪元。回顾保时捷的发展史,也是一部汽车电气化技术的进化史。从1900年惊艳世人的Lohner Porsche到2019年万众期待的Taycan,在这家豪华跑车制造商纵横全球的辉煌历程中,电动基因从未缺席。
让我们一起穿越到保时捷电气化之路的起点,去再次见证一百年前的那场关于“电”的革命。
1,以轮毂电机驱动变革
第一台没有变速器的汽车:Lohner-Porsche“Electromobile”
年份:1900
驱动系统:前轮轮毂电机
技术亮点:
◆电机安装于兼具驱动和转向功能的前轮轮毂中,取代了传统变速器,即洛纳-保时捷系统。
◆两个轮毂电机分别能在120rpm转速下产生2.5PS的动力,效率达到83%,甚至能在足足15分钟内超载输出7PS的总功率。
◆采用44芯电池组作为动力源,80V电压提供170至300A/h的电能,使得车辆达到了约50km的续航里程。
费迪南德·保时捷先生开发的轮毂电机理念至今仍在延续,在当下的有轨电车、工程机械、无轨电车、电动踏板车和电动自行车上都能看见其身影。
2,混动时代降临
全球第一款全混动汽车:Lohner-Porsche“Semper Vivus”
年份:1901
驱动系统:两台水冷式汽油发动机(单台功率3.5 PS)和两台发电机(单台功率2.5 PS)
技术亮点:
◆搭载首套串联式混合动力系统,即内燃机驱动一台发动机为两台轮毂电机和电池供电。
◆发电机可以逆向运转来充当汽油发动机的启动电机。
◆车辆能在内燃机介入发电前以纯电模式行驶更长距离。
此后,费迪南德·保时捷先生将“Semper Vivus”系统进一步优化为可投入量产的改款“Mixte”,并基于此发展出丰富的车型与不同的动力组合。
从革命性的轮毂电机到全球首台混动汽车,保时捷在汽车电气史中持续引领。在下一辑中,我们将进入全面升级的并联混合动力时代,深入解读保时捷的数座丰碑。
第二辑:并联混动造丰碑
在这一辑里,我们将引领大家沿着混动的发展方向继续前行,遇见保时捷在并联混合动力技术下屹立起的数座丰碑。
◆并联混动的“智造性能”
为践行“保时捷智造性能(Porsche Intelligent Performance)”的座右铭,保时捷在 2010 年的日内瓦车展上展示了对于当代电动出行趋势的答案--三台分别为公路、赛道及未来而生的混动车型。目标非常明确,就是在提高驾驶性能的同时降低油耗。
保时捷品牌第一款量产混合动力车型:Cayenne S Hybrid
年份:2010
驱动系统:3.0升V6机械增压发动机和同步电机(系统功率380PS)
技术亮点:
◆首次向客户展示了“以性能为导向”的混动和纯电技术方向。
◆使用并联式重混合动力技术替代分开功能的混动技术,可只用电机或内燃机驱动,或者两套动力单元协同驱动,各个混动模式间的切换快速流畅。
◆可以在纯电模式行驶数公里不产生碳排放和噪音,最高车速能达60km/h;
◆性能可匹敌八缸车型,油耗仅8.2l/100km,不但是当时排放最低的保时捷,在其细分市场也位居第一。
◆车辆的混动系统还包括一组288伏氢(NiMh)电池,回收在制动和行驶中产生的电能,并在需要助推和电动行驶时释放,从而节省燃油。
保时捷第一个混合动力总冠军:911 GT3 R Hybrid
年份:2010
驱动系统:4.0升6缸水平对置后置发动机(480PS)和两台60kW前轮电机(单台功率82PS)
技术亮点:
◆无需重型电池,改由安装于副驾驶座的飞轮储能系统为电机供电,并可将制动中散发的能量高效地转化为额外驱动力。
◆在车辆制动时,两台前轮电机切至发电模式为飞轮储能系统充电。
◆在出弯或超车加速时,可以通过自动或手动方式调动储能并输送至前轮电机,进行加速。
◆每次额外输出的动力可持续6到8秒。
得益于突破性的混合动力技术,911 GT3 R Hybrid减少了进站加油次数,增加了续航里程,并能在超车时获得额外动力。2011年,这台车在纽博格林北环为保时捷斩获第一个混合动力总冠军。人们第一次可以说:制动者,赢桂冠。
保时捷第一款插电式混合动力车型:918 Spyder
年份:2010
驱动系统:4.6升八缸中置发动机(608PS)和两台电机(电机总功率286PS)
技术亮点:
◆一方面具有超级跑车的驾驶性能,不仅百公里加速可达3.2秒,极速更超过320km/h;另一方面又能无声穿梭于城市之中且不产生排放,纯电续航里程达30km。
◆既可以插电充电,也可以在行驶中通过动能回收为电池蓄电,且回收到的动能明显多于同期的混动车型:制动时切换到发电模式的点击制动扭矩极大,可对918 Spyder施加0.5G的反向加速度。在速度100km/h时,这相当于52米的制动距离。
◆极富动态的四轮驱动理念:内燃机和一台电机驱动后轴,另一台电机驱动前轴,单独可控的前轴驱动成就高速且安全的弯道策略。
◆进一步发展的并联驱动策略可智能地控制电驱动的能量平衡,确保每次瞬间提速都发挥最大加速。
◆为永磁同步电机开发的全新散热理念:电机中心静止不动的定子通过水冷散热,外部旋转的永磁体则由风扇进行风冷。
◆动力电池相较当时其他混动车的储能装置更为强劲:每千克1.7kW的单位输出可以提供230kW的动力。
918 Spyder以6分57秒的圈速成为第一款在纽博格林北环进入7分钟大关的合法公路车,展现了超越同期的极致性能与超高效率组合。这款超级跑车于2013年交付了首台量产版本,限量生产918台。
保时捷把并联混合动力技术应用得淋漓尽致,以羡煞世人的姿态打造出一座又一座里程碑。在不断刷新历史的同时,这位豪华跑车的巨头仍执着于探索电气化的发展方向。在下一辑中,我们将随保时捷一起开启电气化进程中的又一扇大门,共同迎接纯电出行的新纪元。
第三辑:800V成就纯电新纪元
在这一辑中,我们将与保时捷共同开启全新纪元,迎接旗下首款纯电跑车Taycan的到来。
1,超现代800V技术的试炼
保时捷迄今为止打造的最快测试平台:919 Hybrid
年份:2014
驱动系统:2升四缸涡轮增压发动机和两个电机(系统功率超900PS)
技术亮点:
◆通过最优化的零部件效率达到最大化的能量效率,包括空气动力学和所有元件的轻质构造,尤其是能量回收和驱动系统,并首次搭载800V技术。
◆混动系统由两种不同的能量回收系统组成,一种是前轴上的电机在制动阶段将动能转换为电能,另一种是汲取排气气流中的热能。
◆储能媒介改用自主研发、结合大容量和极高能量密度的水冷锂离子电池,由此达到了快速放电和输出功率间的平衡。
◆加速时,前轴上的电机通过差速锁驱动前轮,辅以驱动后轴的内燃机,使赛车达成四轮驱动效果。
保时捷919 Hybrid在一场勒芒24小时比赛中回收的能力可以为一个家庭供电三个月,其800V技术也被延续到Taycan上。荣耀满载的离开赛场后,919 Hybrid突破规则限制升级为Evo版本,四缸发动机功率提高到720PS,电机功率达到440PS,以5分19秒55的成绩在纽博格林北环刷新了史蒂芬·贝洛夫(Stefan Bellof)保持35年的纪录。
2,纯电出行的决定性一步
保时捷首款纯电动四门跑车概念车:Mission E
年份:2015
驱动系统:两台永磁同步电机(系统功率超600PS)
技术亮点:
◆首次呈现了搭载800V技术的公路车概念,相较常见的400V技术不仅充电时间更短且重量更轻。
◆两台与919 Hybrid类似的永磁同步电机(PSM)不仅能为车辆提供加速动力,也能在制动时回收能量。
◆电机在多次加速之后仍然可以在很短时间内达到全功率。
◆超过500km的续航里程。
◆百公里加速小于3.5秒及15分钟达到80%电量的充电效率。
◆四轮驱动及四轮转向。
◆电池均匀布满两周之间,重量平衡极佳,且车辆重心也非常低。
Mission E概念车获得了极其正面的反响。保时捷监事会因此在2015年12月4日批准了全新电动跑车的量产研发。2018年6月,保时捷正式将量产的首款纯电动跑车定名Taycan,寓意为一匹英姿飒爽的年轻骏马。如今,它以整装待发。
Taycan不仅沿袭了Mission E概念车的基本要素,更实现了进一步的发展与完善。800V技术、输出功率大于600PS、最高车速大于250km/h,3.5秒内从静止加速至100km/h