Porsche Taycan 硬知識:動能回收如何運作 Taycan 在煞車時能產生電能,這個透過獨特的動能回收管理系統究竟是如何運作的呢?

13 7 月, 2022 Off By EDITOR

想像自己正以 200km/h 奔馳在空無一車的德國高速公路上,突然間,前方一輛小貨車為了超越卡車而變換車道,你為了保持安全距離,迅速減速至 100km/h。在這個過程中,搭載內燃機引擎的車輛在煞車時將動能轉換成無法使用的熱能,同時大量的能量轉眼間也消耗殆盡。而相反地,電動車在減速時能將電動馬達作為發電機使用,並將產生的電能儲存在電池中,藉此一大部分原本會流失的電力得以回收、重複利用。

保時捷 Taycan 能夠使用大量來自煞車而回收的電能作為推力前進,並稱之為「動能回收(Recuperation)」,該字的拉丁語系字根「 Recuperare」有「取回」之意,如今「動能回收」一詞也已成為專業用語。由於煞車動能增加的幅度是速度的兩倍,因此當速度為雙倍時,動能回收的能量則為四倍。舉例來說,Taycan 從 100 km/h 開始煞車相較於從 50 km/h 開始煞車所能回收的動能,由於速度變為兩倍,因此前者所回收的動能將會是後者的四倍。動能回收與推力在電動車的耗能中都相當重要。

Taycan 如何進行動能回收?

保時捷魏薩研發中心底盤研發總監 Ingo Albers 解釋道:「為了能回收動能,我們將祖文豪森廠所製造的電動馬達整合進煞車系統中,此款電動馬達具有四種運作方式。」換句話說,電動馬達順向旋轉能同時產生轉速與扭力,但當每個電動馬達是透過車輪帶動順向運轉時,就能同時擁有發電機的功能產生電能,而非消耗。同時,由於要打破馬達的磁力慣性,推動馬達會耗費巨大能量,這個反向力矩也能讓車輛煞車停下。

Taycan 馬達中所使用的控制單元與電能零組件均連結至煞車控制系統,讓傳統液壓煞車與電動馬達能夠同時為車輛減速。魏薩的專家們研發出高度專業的動能回收策略,電子系統在毫秒之間就能決定電能與液壓煞車之間的比例。駕駛者能在儀錶中的動力錶上見到此比例,但在操駕感受上並無感覺到任何異樣。

駕駛人於日常駕駛情況中,在 Taycan 啟用動能回收的狀況下,大約有九成能完全透過電能煞車。Albers 說道:「但在較極端的駕駛狀況中,例如滿載的 Taycan 以極速行駛時全力踩下煞車,此時煞車必須輸出 2 MW以上的功率。電能動力系統無法獨自輸出如此大功率,因此就會較高程度仰賴傳統煞車系統。」當電池已經完全充滿,無法再透過動能回收系統回充電力時,就會使用傳統煞車來減速;此外,由於液壓煞車的設計能擁有比電能煞車更好的性能,在下坡路段時會作為備案使用。保時捷著名的智慧控制系統結合電動馬達與電子零組件,Taycan 的動能回充性能高達 290 kW。Albers 說:「這絕對是領先業界,同時我們還計畫繼續增加數值。」

有些車廠將動能回收系統設計成駕駛人的腳一離開加速踏板就自動作動,並稱之為「單踏板駕駛 (one-pedal driving」。Albers 說:「我們決定 Taycan 要走不同路線。因為駕駛者早已習慣踩下煞車踏板進行減速,我們的設計能提供與過去駕駛經驗一致、且可預期的車輛回饋感受。同時我們也將 ABS、PSM等輔助系統整合其中。」技術上來說,將電動馬達的煞車力整合至加速踏板,比起整合進煞車系統要容易得多。「但我們只將少部分動能回收力道設置於加速踏板,不僅幫助駕駛人更節能,也提供更順暢地滑行感受,特別是在郊區行駛的時候。」Albers 解釋道。

總結

保時捷依然秉持保時捷的精神,持續進化自我。保時捷在研發首款純電跑車時,就決定走上獨特的道路,永遠追求最高效率。Taycan 藉著優異的邏輯策略,透過回收煞車時的動能回收能增加大約三分之一的續航里程。