Конкурент тесле в россии

Силовые агрегаты Porsche Taycan

 Porsche Taycan разгоняется двумя синхронными электродвигателями с постоянными магнитами или PMSM (редкоземельные элементы). В отличие от асинхронных двигателей переменного тока, используемых в некоторых электромобилях, таких как Tesla Model S, они встроены в ротор, к которому подключен выходной вал. В результате создается постоянное магнитное поле.

Вращение происходит синхронно с магнитным полем статора. Это просто неподвижный наконечник электродвигателя в форме трубы, состоящий из пучка медных обмоток. Так переменный ток от аккумулятора преобразуется в переменный ток для двигателя.Ротор асинхронных двигателей переменного тока не включает в себя редкоземельные магниты, а вместо этого состоит из обмоток. Инвертор передает переменный ток на статор и создает вращающееся магнитное поле. Оно индуцирует ток в обмотках ротора, который создает магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем статора. Ротор вращается, создавая механический крутящий момент. Эта схема называется «асинхронной», потому что ротор отстает от вращающегося магнитного поля в статоре.

Представители Porsche акцентируют внимание на преимуществах конструкции с постоянными магнитами: высокая эффективность, особенно в диапазоне низких и средних скоростей, меньший размер и лучшая охлаждающая способность. При этом стоимость элементов несколько выше

 Даже Илон Маск говорил об ограничениях охлаждения асинхронных двигателей переменного тока. По словам разработчика трансмиссии Porsche доктора Бойке Рихтера, напряжение, создаваемое ротором, продуцирует тепло, которое трудно отводить.Инженеры Porsche также упомянули о прямоугольных обмотках в форме шпильки, формирующих статоры.

 Концепция использования большего количества меди в заданном объеме определяется метрическим параметром, называемым «коэффициент намотки меди», который, по словам инженеров, может составлять около 70 для шпильки вместо 45 для традиционной установки статора с «втягивающейся обмоткой».

Увеличение коэффициента намотки из меди повышает производительность. Также установка лучше охлаждает обмотки и обеспечивает стабильный прямой контакт между медью и статорным блоком. Это означает, что тепло вырабатывается внутри меди благодаря току, протекающему через нее.

Алгоритм работы 2-скоростной трансмиссии

Интересно, как специалисты Porsche настроили режим переключения задней 2-скоростной трансмиссии. Чтобы продемонстрировать преимущество двух скоростей коробки, Porsche показал кривые крутящего момента (напрямую связан с ускорением транспортного средства)  звависимости от скорости транспортного средства.

На скорости около 100 км/ч на первой передаче не хватает мощности, и двигатель не может передавать большой крутящий момент на задние колеса (а при скорости 130 км/ч двигатель выдает 16 000 об/мин), что мешает ускорению автомобиля. Именно на скорости около 100 км/ч обеспечивается передача большего крутящего момента на колеса, а соответственно, и более динамичное ускорение до максимальной скорости.

 Стратегия переключения скоростей меняется в зависимости от режима движения. В среднем скоростном диапазоне приоритет отдан второй передаче, чтобы оптимизировать эффективность КПП. Стоит отметить, что в некоторых случаях Taycan может работать полностью в формате переднего привода и отсоединять заднюю подвеску, чтобы уменьшить потери.

При этом у передней трансмиссии нет сцепления, позволяющего отсоединиться, поэтому двигатель всегда связан с колесами. Эксперты высказывают предположение, что такая компоновка улучшает управление, снижает потери эффективности компактного мотора и планетарной коробки передач.

 Специалисты Porsche говорят, что режим «Range» используется только для включения заднего хода и снижения скорости при сильном нажатии на педаль тормоза. Это, скорее всего, обусловлено механическими ограничениями. Режим «Спорт» удерживает первую передачу как можно дольше, чтобы максимизировать ускорение.При этом разработчики отмечают, что коробка не быстрее аналога с двойным сцеплением. Это обусловлено большим разбросом между первой и второй передачей, поэтому трансмиссии требуется время для синхронизации. Хорошая новость заключается в том, что во время переключения отсутствует тяговое прерывание.

Множество интересных и крутых решений

 Электрокар располагает интересной системой настройки кондиционирования. Напротив переднего пассажира установлен дисплей с доступом к функциям информационно-развлекательной системы. Автомобиль использует переднюю камеру для изменения схемы рекуперативного торможения.

 Трехкамерная пневматическая подвеска комплектуется электронно регулируемой поперечной стойкой. Она способна удерживать кузов от крена при вхождении в крутые повороты. Такую информацию предоставили разработчики, но она не подтверждена на практике. Это также тормозные диски из карбида вольфрама, специальные шины с низким сопротивлением качению.

Детальный разбор разработки нового электрокара Porsche Taycan.

Porsche разработал первый полностью электрический автомобиль. Он может стать наиболее серьезным конкурентом для Tesla Model S. Модель называется Porsche Taycan и представляет собой полностью электрический спортивный седан, обещающий предоставить в распоряжение владельца до 750 лошадиных сил, ускорение от нуля до 100 км/ч за 2,6 секунды и быструю зарядку 800-вольтовой батареи – ее хватит на 450 км в соответствии с европейским тестовым стандартом WLTP.

Инженеры Porsche рассказали, что это мощнейшая электростанция на колесах и она отличается от любого Porsche, который выпускался ранее. Штутгартская компания разрабатывала электрокар в Porsche Experience Center, расположенном в Атланте. Результат – создание двух комплектаций Taycan (Turbo и Turbo S) с впечатляющими характеристиками, производство которых планируется запустить в конце 2019 года.

Обе машины могут подключать к разгону до 616 лошадиных сил за 10 секунд и предлагают функции «сверхскорости» с Turbo, способным к 2,5-секундной непрерывной мощности в 670 лошадиных сил и 848 Нм крутящего момента. Turbo S дает колоссальные 750 лошадиных сил и 1049 Нм за тот же промежуток времени. Это позволяет Turbo и Turbo S развивать скорость от 0 до 100 км/ч за 3,0 и 2,6 секунды соответственно.

Инженеры рассказали, что оба автомобиля демонстрируют стабильное ускорение даже после 10 прогонов без значительного «снижения характеристик» или потери производительности.Максимальная скорость автомобиля достигает 257 км/ч. Представители бренда утверждают, что электрокар достигал 200 км/ч 26 раз подряд, на это ему нужно было менее 10.0 секунд.

Инженеры также указали, что первый в истории электрический Porsche справился с 24-часовым пробегом на скоростной трассе Nardo в Италии, несмотря на температуру воздуха до 42 градусов по Цельсию. Автомобиль проехал 3380 км, достиг средней скорости 143 км/ч. Это, по-видимому, самый быстрый седан EV, и разработчики подчеркивают, что Porsche Taycan не просто быстр, а стабильно быстр. Это должно помочь автомобилю обойти модель Tesla S, которая превосходит Taycan на бумаге.

Чтобы разобраться в том, как в Taycan осуществляется управление производительностью, заряжается батарея и выполняется управление, Porsche провел технический семинар. Он состоял из пяти секций: трансмиссия, ходовая часть, кузов, зарядка и салон.

Трансмиссия

Из двух двигателей в полноприводном Porsche Taycan один, размещенный в задней части, более мощный. Он выдает 449 л. с. и крутящий момент в 549 Нм при запуске модификации Turbo и 610 Нм – при запуске с Turbo S. Он располагается параллельно центральной оси, передает мощность на передние колеса через двухскоростную коробку передач, разработанную и собранную Porsche. Передача имеет первое передаточное число примерно 16:1 и второе передаточное число – 8,05:1.

 «Модуль задней оси», как его называют специалисты Porsche, состоит из двигателя, трансмиссии и силового инвертора. Последний, как упоминалось ранее, получает постоянный ток от аккумулятора и преобразует его в переменное напряжение для двигателя. Весь этот модуль, корпус которого сделан из литого алюминия, весит около 170 кг. При этом представители Porsche говорят о том, что они не будут разглашать данные о материалах, используемых для постройки автомобиля, но в трансмиссии присутствует литой алюминий.

Трансмиссия также включает электронный дифференциал повышенного трения, смонтированный на основе сцепления. Пока нет ни одного другого популярного электромобиля в США, который в настоящее время оснащается двумя коробками передач.Такая компоновка повышает эффективность, оптимизирует динамику на низкой и максимальной скорости. Это преимущества, которые анонсировал автопроизводитель ZF в новой двухскоростной трансмиссии EV.

Передача имеет крутящий момент 550 Нм, что меньше, чем максимальная мощность заднего двигателя, производимая во время запуска. Он и весь задний модуль спроектированы так, чтобы разместиться максимально компактно и обеспечить достаточно места в багажнике. Двигатель располагается сзади, а его выходной вал соединен с трансмиссией, которая находится впереди возле дифференциала. Его выход находится на одной линии с задней осью. Прямо перед двигателем, над и со стороны пассажира установлен блок преобразователя мощности на 600 Ампер.

Трансмиссия располагает только одним приводом для различных ступеней: первой, второй, нейтральной передачи, заднего хода и парковки. В верхней части находится привод, который активирует два рычага, соединенных с муфтой сцепления. Внутри многодискового сцепления есть планетарный редуктор, который обеспечивает передаточное число для первой передачи.

На первой передаче мультиплатная муфта разомкнута, а планетарная коробка передач обеспечивает соотношение 16:1. Другие производители, такие как BMW, используют два задних электродвигателя, полностью избегая установки дифференциала для мгновенного формирования вектора крутящего момента. Но высокая стоимость такой конструкции заставила Porsche оставить один двигатель и стандартный дифференциал повышенного трения.

Односкоростной передний приводной модуль интересен тем, что, как и в Jaguar I-Pace, он имеет коаксиальную конструкцию трансмиссии. Коробка передач крепится болтами непосредственно ко дну двигателя, который расположен на оси между передними колесами. Один из валов передней полуоси фактически проходит через центр ротора двигателя для соединения с коробкой передач.

Инвертор для переднего двигателя поставляется в двух вариантах с пиковой мощностью 300 А (непрерывная 190 А) и 600 А (непрерывная 380 А). Последний вариант устанавливается в Turbo S, обеспечивает максимальную мощность 255 л. с. и 440 Нм крутящего момента во время коротких ускорений и 400 Нм для более длительного разгона. Передний двигатель стандартной модели Turbo с инвертором на 300 Ампер выдает 238 л. с. и максимальный крутящий момент 300 Нм.

По словам инженеров Порше, два инвертора, которые весят 76 и 71 кг, экономят топливо благодаря совместному использованию нескольких компонентов. Не ясно, совпадает ли задний инвертор на 600 А с дополнительным передним инвертором на 600 А, но эксперты уверены, что совпадает. Представители Porsche не дают четкого ответа на этот вопрос.

 Вес коаксиальной трансмиссии, оснащенной двумя планетарными редукторами, уменьшен на 8,05 кг. На столько же легче передача, установленная на заднем двигателе. Это крутящий момент в 450 Нм при ускорении и 300 Нм – при передаче момента в другом направлении. Рекуперативное торможение происходит в основном впереди. Но такую функцию выполняет и задний двигатель с максимальной рекуперацией мощности при 265 кВт и наивысшим продольным замедлением 0,39 Гс. Инженеры Порше говорят, что коробка передач пассивно охлаждается с помощью водяной рубашки вокруг электродвигателя.

Ходовая часть: сравнение с Panamera

 Инженеры Porsche использовали компоненты 4-дверного седана Panamera в дизайне Taycan. Передняя часть электромобиля ниже, чем у Panamera, он немного короче по длине и ниже. При этом сиденья располагаются немного выше. Представители марки говорят, что центр тяжести Taycan ниже, чем у 911 GT3, что неудивительно, учитывая, сколько весят аккумуляторы.

Доктор Инго Альберс, один из создателей шасси Porsche, сказал, что подвеска Taycan позаимствована у Panamera. Это рычаги управления, втулки, подшипники и колесный кронштейн. При этом команде Porsche пришлось создавать новый подрамник. Задача осложнялась необходимостью обеспечить выталкивание АКБ вверх при заднем столкновении.

Инго Альберс отметил важность заднего моста для безопасности. Он выполняет функцию барьера, если столкновение произойдет сзади

Что касается передней подвески, инженеры должны были обеспечить защиту АКБ подрамником при ударе. В этом случае использование подвески Panamera невозможно из-за низкой высоты капота 5-местного электрического седана, что обеспечивается отсутствием большого двигателя внутреннего сгорания.

Кузов электромобиля

 Для создания корпуса Taycan в основном используется обычный для Porsche набор материалов – это сочетание стали и алюминия. В целом концепция не слишком отличается от Porsche Cayenne. Сами инженеры Порше позиционируют кузов автомобиля как сочетание множества материалов. Сталь используется для производства стоек, пола, несущих конструкций. Алюминий применяется в изготовлении дверей, колесных арок, лонжеронов и стоек. Также используется листовой металл.

Представители Porsche утверждают, что сталь в полах и конструкции основного корпуса снижает уровень шума в салоне. Тут Panamera несколько отстает от электрокара, так как в ней больше алюминиевых сплавов. Соединяются элементы кузова сваркой, болтами, специальными зажимами.

Корпус и структура аккумулятора

При детальном исследовании EV с нуля корпус и компоновка АКБ являются важными элементами общей структуры. Инженеры Porsche рассказали, что батарея крепится к конструкции кузова 28 болтами. Они дают около 10% от общей жесткости автомобиля.

Инженеры утверждают, что Taycan получил самое жесткое шасси из всех доступных Porsche.Для снятия АКБ нужно выкрутить 28 болтов, отсоединить высоковольтный разъем, затем выкрутить еще 10 болтов, которые удерживают элементы переднего и заднего подрамников. После этого они немного сдвигаются, и батарею можно достать. Для доступа к самим модулям нужно демонтировать крышку. Она также фиксируется болтами.

Водонепроницаемый корпус АКБ – это многослойная конструкция, состоящая из крышки сверху и перегородки снизу. Между ними установлена промежуточная конструкция батарейного отсека с несколькими отделениями. Охлаждающие элементы наклеены под перегородкой. Корпус батареи защищен стальной защитной пластиной. В качестве каркаса аккумулятора разработчики выбрали легкий алюминиевый сплав.

Аккумуляторный поддон весит 150 кг и является важным конструктивным элементом, который поглощает энергию от лобовых и боковых столкновений. Демонтаж модуля значительно снижает уровень безопасности автомобиля, отметили специалисты Порше. Для поглощения энергии столкновений используются 0,6-дюймовые экструдированные алюминиевые сотовые конструкции. Перемычки защищают батарею и пассажиров при боковых столкновениях.