深度解析保时捷Taycan前后桥电驱动系统

之前介绍了保时捷Taycan全球三地首发以及售价、主要规格参数，并介绍了刷新纽伯格林北赛道记录的测试视频、在美国大黄蜂号航空母舰上0－145km／h－0测试视频：保时捷发布Taycan纯电动跑车，2．8秒破百，149．8万元起售

Taycan Turbo车型电驱动系统参数：

前桥＋后桥综合峰值功率500kW

前桥＋后桥综合最大扭矩850Nm（300＋550）

电机最高转速16000rpm

前驱单挡减速器（8．05）

后驱两挡变速器（16、8．05）

0－100km／h加速时间3．2S

0－200km／h加速时间10．6S

最高车速260km／h

Taycan Turbo S车型电驱动系统参数：

前桥＋后桥综合峰值功率560kW

前桥＋后桥综合最大扭矩1050Nm（440＋610）

电机最高转速16000rpm

前驱单挡减速器（8．05）

后驱两挡变速器（16、8．05）

0－100km／h加速时间2．8S

0－200km／h加速时间9．8S

最高车速260km／h

电机：

Taycan由两个永磁同步电机（PMSM）提供动力。与特斯拉Model S等使用的交流感应电机不同。（Model 3 也有使用永磁电机）。

永磁电机优点包括高效率， 特别是在低速和中速范围， 更小的尺寸和更好的冷却能力，但价格略有提升。

特斯拉Elon Musk也曾经谈到了交流感应电机的冷却限制。保时捷动力总成经理Dr． Boyke Richter说：“这是转子通过电流的结果，这会产生难以去除的热量。这限制了电机的可重复性”。他还接着提到尺寸有多重要，他说：“在相同的功率和扭矩水平下，异步电机总是要大一点。”

保时捷还提到了构成定子的矩形发夹式绕组（rectangular hairpin－style windings）， 我们之前在雪佛兰Bolt上看到过，它的优势在于导线更好地填满定子的槽，比传统的插入式绕组（pull－in winding）具有更少的间隙。

在给定空间内装入更多铜线的概念，称为“铜填充系数”（copper fill factor）（即槽满率），发夹式绕组可以是70％，而传统的插入式绕组是45％ 。

后桥：

两个电机中，后桥的电机更强大。Turbo车型后电机330kW和550Nm。Turbo S车型610Nm。两挡变速器一挡速比约为16，二挡速比为8．05。

后桥模块包括电机、变速器、逆变器（Inverter），逆变器从电池获取直流电流，并将其转换为电机的交流电流。后桥重约170kg（375 pounds）。

保时捷表示，两挡的目的在于提高效率，同时优化低速加速和最高车速。这正是ZF的新型两挡变速器所宣称的优点。

后桥模块另一个角度图片：

整个后桥模块设计得尽可能紧凑，并且平放以允许充足的行李箱空间。600A逆变器盒安装在电机前面，差速器上方，乘客侧。

后变速器爆炸图：

“我们在这个变速器中只集成了一个执行器用于所有不同的挡位：一档、二档、空档、倒档和驻车。”Richter说。

“在上部，可以看到执行器，它驱动两个与爪形离合器（dog clutch）和多片离合器（ multiplate clutch）连接的操纵杆。在多片离合器内部有一个行星排，确保一挡速比，“Richter说。

他解释说，“在一挡，多片离合器打开，爪形离合器关闭，产生16速比。二档时，爪形离合器打开，多片离合器关闭，行星排变为整体，可以节省行星排的损失，提高效率”。

“输出轴上的差速器是一种电子控制的限滑差速器，与保时捷的其他车辆中的相同。” 他继续说。

前桥：

单速前桥模块采用了同轴设计。电机中心线大概位于前轮轴中心线上。一个前驱动半轴穿过电机转子连接减速器的差速器。

前置电机有两种形式逆变器：300A峰值输出（190A连续）和600A峰值输出（380A连续）。后者用于Turbo S车型，并实现短时间最大输出190kW（255 horsepower）和440Nm（325 lb－ft）的扭矩（对于更长的持续时间，为400Nm（295 lb－ft））。Turbo车型的前置电机配备300A逆变器，输出功率为175kW（238 horsepower），最大扭矩300Nm（221 lb－ft）。

这两款逆变器通过共享部件来节省成本。（后桥600A逆变器与前桥600A逆变器不同。）

前桥同轴减速器不含油重16kg（35 pounds），具有两个行星排，减速比8．05（与后桥二档相同）。扭矩容量450Nm（332lb－ft ），在制动能量回收时向另一个方向发送扭矩时具有300Nm（221lb－ft）的扭矩容量。保时捷表示，这种再生制动主要发生在前桥，但也发生在后桥电机上，最大制动能量回收功率265kW，最大纵向减速度为0．39g。变速器采用被动冷却，使用电机周围的水套冷却。

猜测原理图如下：

一挡时，在大约100km／h，一挡扭矩减小到比较小值，在130km／h电机达到16000rpm。

在大约100km／h，升入二挡，可以达到最高车速260km／h。

换挡策略基于驱动模式而改变。高续航模式和正常模式优先考虑二档以优化效率。值得注意的是，在某些情况下，可以分离后桥电机与车轮连接，完全在前轮驱动下运行，以减少损失。运动模式尽可能长时间地保持第一档以最大化加速度。