保时捷发布PPE平台技术 首款车型将是Macan

新车 发布于:2022-11-14 07:00:02

日前,保时捷正式发布了其全新电动平台架构PPE,新架构可以针对电动车特性优化布置和空间表现,并且满足不同驱动形式和不同性能级别的车型需求。

预计到2025年,超过一半的保时捷新车将为纯电动或插电式混动车型,而保时捷第一款基于PPE的车型将是纯电动Macan,将采用800伏架构和最新一代的电机,并配备先进的电池和充电管理系统。此前,保时捷推出的首款纯电动车型Taycan是基于J1平台。

另外,对于旗舰车型,保时捷也正在研发通过全可变电子控制后差速器创造一种动态的运动型驾驶体验。在后桥的后方还配有一个强大的后轮转向电机,结合四轮驱动的动态扭矩分布,它可以提高加速出弯时的敏捷性。

PPE新平台的技术亮点

PPE平台是保时捷和奥迪共同开发了一个针对高端纯电动车的架构,它的益处是多方面的,例如在布置和空间方面。

与此同时,PPE架构在轴距、轮距和离地间隙方面提供了很大的操作空间,可以实现不同细分领域的多种车型的需求。

一、动力系统:系统输出可达450kW,扭矩超过1000Nm

PPE平台能够实现包括后驱、四驱及不同性能级别的多种车型需求。PPE的最初系统输出功率将达到450kW,最大扭矩超过1000Nm。

与Taycan一样,保时捷正在为下一代Macan部署800 V的技术。这确保了稳定的高性能,大大减少了充电时间,并压缩了高压电缆的重量和所需的空间。两个车型的另一个共同特点是使用发夹式绕组的永磁同步电机。在这种设计中,交流电机的转子装有永磁铁,在电机中产生一个永磁场。与异步电机相比,永磁同步电机具有更高的功率和扭矩密度、更高的效率和更好的功率输出重复性。

在纯电动Macan中,将只使用最新一代的永磁同步电机。与Taycan相比,水套冷却系统进一步优化,以使功率密度最大化。一个在永磁同步电机中进一步全面优化的例子是双V层,即转子中的磁铁排列。

电力电子的研发也向前迈出了一大步:为了优化效率,在后桥上的脉冲逆变器(PWR)中使用碳化硅 (SiC)代替硅作为半导体材料。这大大减少了脉冲逆变器的转换损耗,实现了更高的转换频率。

二、电池:25分钟的时间内从5%充电到80%

所有电动Macan车型的底部都有一个锂离子电池,总容量约为100kWh,这套参数选择是基于保时捷的理念而确定的。保时捷围绕‘可行驶时间’这一关注重点,研究如何平衡续航能力、性能和可持续性,而这一关键就在于高性能的电池和充电技术。

纯电动Macan的电池由12个采用方形电池芯的模块组成,镍、钴和锰的混合比例为8:1:1,该电池实现了高能量密度。得益于800 V的技术,保时捷首款来自PPE平台的量产车的充电功率甚至超过了Taycan的270kW。在一个功率适当的快速充电桩,电池电量可以在25分钟内从5%增加到80%。

如果充电桩使用400 V技术,纯电动Macan将首次使用 "组合充电"技术,即在实际充电过程开始之前,电池中相应的高压开关(闸门)会自动切换。这有效地将800 V电池分成两个电池,每个电池的额定电压为400 V,可以在一个400 V充电桩并联充电,而无需额外的高压升压器。如果有必要,两部分电池还会先同步到一致的充电状态,然后再一起充电。

电子元件的布置方式也是创新的。保时捷已经为其集成电源箱申请了专利,除了可以减少所需的电缆和重量外,还降低了成本。这个集成电源箱通过将车载交流充电器、高压加热器和直流/直流转换器这三个部件组合在一起以节省空间。

三、底盘:品牌典型的驾驶动态和特色转向系统

保时捷的基因是运动,因此如何保持品牌原有的特性就很重要了,在未来的中型SUV,保时捷将根据车型部署“高性能后桥”。在这里,电机被放置在特别靠后的位置,以达到稍微偏后的重量平衡——48%:52%。结合四轮驱动的动态扭矩分配以及后桥转向,后桥上强大的电机确保了加速驶出弯时的敏捷性。

在前部,纯电动Macan将有一个彻底重新改进的双摇臂车桥,配备有独立的支柱连杆。通过其运动学和弹性动力学特性,这项配置能够提高响应性、转向精准度和直线行驶能力。

后部的多连杆车桥通过弹性安装的副车架与车身相连,而后部的电动驱动装置直接通过四个点固定在结构上——这也是“高性能后桥”的一个特征。这对具有精确车轮导向和高横向刚度的驾驶动态,以及NVH表现(NVH=噪音、振动、粗糙度)有积极的影响。

旗舰版车型将标配保时捷扭矩引导系统升级版(PTV Plus),这是一个后桥上的电子控制差速锁。它针对不同驾驶情况采用独立的控制策略,并确保更大的牵引力、驾驶稳定性和横向动态,并对转向行为和精准度进行有针对性的动态制动干预。

保时捷牵引力管理系统(PTM)利用了纯电动力系统的概念优势。与Taycan一样,纯电动Macan将采用每个车桥上配备一个电机的四轮驱动方案。两个电机实现了快速、精确的四轮控制,并根据所选择的驾驶程序和相应的驾驶情况,在前后桥之间按需进行扭矩分配。这一方面有利于前桥的操纵性和方向控制,另一方面也有利于牵引力,为保时捷特色的灵活操控奠定了基础。即使远离铺装路面,Macan也能从电子控制的优化四驱分配中获益。

同时,这种布置也使Macan首次可以配备后桥转向。由此,这两个经典的目标冲突得以良好兼顾城市交通中的灵活性,以及高速公路上的稳定性与驾驶精确性。

在速度达到约80 km/h时,后轮的转向方向与前轮相反,后桥的转向角可达5度。这种轴距的虚拟缩短,使转弯时的转向反应更加活跃。同时,由于转弯半径减少了约一米,机动性更强。在速度超过约80 km/h时,后轮的转向方向与前桥相同。因此,轴距实际上被拉长了,进一步提高了驾驶稳定性,例如在高速公路上变道时。

在后桥转向的同时,等效在前桥的转向比增加了15%。即使在基础版车型中,前桥转向系统也始终坚持毫不妥协的保时捷设计,为所有转向操作提供了最高的精准度。结合执行器的高动力特性,这就成就了最佳的调节。自主研发的辅助力反馈控制器为驾驶员识别和放大重要的转向信息,如路面特征和轮胎的抓地力。另一方面,干扰性的振动和颠簸被消除,不会转移到方向盘上。因此,驾驶员可以享受到保时捷特有的清晰、无过滤的转向体验。

电子控制的保时捷主动悬挂管理系统(PASM)与纯电动Macan的空气悬架相结合,也可与钢制悬架匹配。该系统不仅对道路状况作出反应,而且对速度、纵向和横向加速度、加速踏板的调节、转向行为以及车辆的水平高度位置作出反应。

双气门减震器将是未来Macan上PASM的一个新特征。一方面,由于阻尼的特性分布明显扩大,它们提供了更好的性能。另一方面,双气门减震器可以各自独立调节,使舒适性明显提高。这种多面性使驾驶模式之间的差异更加明显,使未来Macan的每个单独的驾驶模式都有其独特的水平高度位置。此外,根据速度的不同,车身可以与空气悬架一起降低,这就改善了空气动力学,以提高续航能力。

未来纯电动Macan的车轮和轮胎也将具备典型的保时捷特色,尤其在使用混合轮胎时,它将比目前的车型有更明显的差异。为了适应以后桥为主的重量分配,前后桥的车轮宽度将有更大的差异,以获得更多的抓地力和驾驶动态。高达22英寸的车轮尺寸将提供进一步的性能潜力。

Mission R——电动赛车

随着全世界电动化的进程加速,赛车运动何去何从是个值得探讨的问题,在今年的德国慕尼黑车展上,保时捷展示了Mission R电动赛车原型——718 Cayman GT4 e-Performance,探索面向客户的未来GT赛事可能。

测试原型车718 Cayman GT4 e-Performance自今年的古德伍德速度节公开首秀后,即开启了全球之旅,参加到各地的赛车活动中,以测试一系列创新技术设想。借助测试之旅,保时捷也将沿途广泛收集全球资讯,以探讨和发掘相关赛车活动形式的可能性。

这款车拥有高性能输出、900 V架构与直油冷却,电机与动力电池技术完全来自于Mission R ,并具有多种模式选择。

在排位赛模式中,GT4 e-Performance的最大输出功率可达 800kW(1088 PS)。

在模拟赛中,450kW(612 PS)的功率可以持续 30 分钟,相当于卡雷拉杯的正赛用时。全程稳定的高性能输出得益于直接油冷技术和成功避免的热衰减。

在单圈时间和最高车速方面,GT4 e-Performance 与目前 992 代的911 GT3 Cup大致相当。 900 V技术的应用可在15分钟将电池电量从5%充能至 80%。GT4 e-Performance所配备的全时调节四轮驱动可在两个车桥上进行能量回收,比率高达50%,进一步提升了整体能效。

高压安全与碰撞管理:GT4 e-Performance遵循了与保时捷量产车相同的规定和规则。这意味着在发生碰撞时,电池与车辆和高压用电器之间的连接将自动断开,以确保无电压。这也是电动方程式(Formula E)的标准。

可持续材料是Mission R概念车的一大特色,车门所使用的天然纤维复合材料由亚麻制成,为测试目的也使用了回收的碳纤维材料。

轮胎由米其林专门打造,含有53%的可回收材料。此外,钉胎和适用于爬坡赛的轮胎也有可持续版本。

空气动力学方面,为了减少阻力,这台赛车没有外后视镜,格栅下方的摄像头以及车内的后视镜都换成了屏幕。

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周建强

简介:钢铁直男,花式不解风情

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