Porsche Taycan續航里程會如此低的原因 - 電動車

※ 引述《Scape (缺鈣缺很大)》之銘言：
: https://i.imgur.com/uonh6s9.png
: Porsche Taycan 的EPA 續航里程出來了，只能說不意外。相對於Model S 用
: 100 kWh 可以創造出373 miles 的續航，為何用上了95 kWh 那麼大的電池組卻
: 只有201 miles 的續航里程？
: 背後的原因可能很多人不是那麼的清楚，不過其實很久以前就有人在講這件事
: 情了，這篇文參考他人的文章，把一些資訊做一些整理。
: 首先要提的是目前VW 集團對於電動車所提供的平台有哪些，分別是J1、MEB、
: PPE、和MLB Evo。
: https://i.imgur.com/ULaxWHj.jpg
: 其中MLB Evo 不是專為電動車設計的，他是燃油車MLB 平台的一種變體，大多
: 數是用來做為油電車使用，另外Audi e-tron 也用了這平台：
: https://i.imgur.com/1gjh86S.png
: PPE 平台則是目前還在研發中，是下一階段的豪華電動車主力平台，據說原先
: 最早要在2021年開始使用，首先會用在Porsche Macan EV 上。但是後來Porsche
: 拆解Model 3 後發現，這比他們原先想的要好，所以他們不得不回去修改PPE
: 平台否則無法與其競爭，這導致了進度落後至少六個月，Macan EV 可能要
: 2022年才有可能推出。
: MEB 平台則是現階段VW 集團要推出的一系列平價或是商用電動車所用上的平台，
: 例如ID.3、還有接下來的Audi Q4 e-tron等：
: https://i.imgur.com/libJP7z.png
: 而這四種平台中，專為電動車設計的平台就只有J1、MEB、PPE 三種。其中J1
: 是最早開發的，從2010年就開始了，也是設定上給最高階車款、性能最強用的
: 平台。Porsche Taycan 就是用上了J1，另外未來應該還有Audi e-tron GT。有
: 個明顯的特徵是，他為了保證車輛以及每個乘客坐姿盡可能的低，所以在後座
: 有兩個凹陷的位置不放置電池，給後座乘客多一點腳部空間。
: https://i.imgur.com/YYGYlNG.jpg
: 而Taycan 用上了這款專為高階性能車打造的J1 平台，加上Porsche 自己對於
: 性能以及賽道表現的堅持，所以他們前後都選用了性能較強的永磁馬達做為動
: 力來源。而這兩顆永磁馬達又是特別設計的，其定子的電磁線圈由矩形線而不
: 是一般馬達常用的圓形線組成。在繞線彎曲時呈現髮夾狀：
: https://i.imgur.com/DFeyX8q.png
: 而Porsche 說這設計的好處是可以大大提高銅填充係數，用一般繞線方式的馬
: 達大約只有45%，而Porsche 做到了70%，比起相同體積的馬達可以大幅度增加
: 功率及扭矩：
: https://i.imgur.com/ibWjyb2.png

PM用Hairpin/扁線設計不是啥多特別的設計

Chevrolet Bolt, Prius 4代都是，風力發電也是

特色是：
1. 銅線佔槽率高，扭矩性能更好 (不是字面直翻"銅填充係數".....)
2. 扁線接觸面積大，繞線和定子槽之間接觸更好，所以熱傳更好
3. 繞線的端部長度可以縮短

https://i.imgur.com/Cn9nrTg.jpg

這類設計在電機性能上幾乎沒有壞處，主要缺點就是製程設備要求高而已

而且同功率下，PM比IM鐵損銅損表現都較IM優異，整體效率高出許多
https://i.imgur.com/4FZs0hk.jpg

用PM在工程上的確是會遇到高溫退磁風險

但IM在工程上也有如何把熱從轉子(攝氏100多度)有效導出的問題，而且發熱量更大

兩者要解決的問題不同，不能直接把問題都推給PM

就如同retu77推文講的




: 相對於感應馬達來說，永磁馬達的優點是比較小、功率強，但缺點是其工作溫
: 度的範圍較窄，溫度過高會有退磁的問題，所以必須有強大的散熱系統來輔助，
: 而Porsche 的這顆永磁馬達體積更小功率卻更高自然散熱要求也更高，再加上
: Porsche 自己設下了要能夠保證在賽道上不會過熱這個目標，所以他需要非常
: 強大的散熱系統。
: 於是Porsche 的工程師們想盡辦法搞出了一套相當複雜的散熱系統，與其他電
: 動車相比，他們用上了更高功率的壓縮機、而且用上了兩套水冷排以及兩套熱
: 導流裝置，而其熱管理系統甚至是獨立的三套迴路：
: https://i.imgur.com/uhzeZb9.png
: https://i.imgur.com/yVPkAYT.png
: 這樣做的確很好的解決了散熱的問題，也讓Taycan 在賽道上或是連續進行多次
: 0-100 kph 加速也不會過熱。但是這樣做的後果就是使得能耗大大的增加，同
: 時因為後軸採用的是永磁馬達，其它採用感應馬達的電動車在巡航時為了節能
: 會將後軸馬達關閉變成一部前驅車，當有需要時才會開啟。但是Taycan 因為採
: 用永磁馬達的關係，就算關閉馬達還是會因為車輪帶動馬達轉動而產生阻力，
: 所以Porsche 又在他們的兩速變速箱上下工夫，在變速箱內上用上了離合機構，
: 在必要時可以斷開，讓車輪不會帶動馬達轉動產生拖曳效應增加阻力，所以讓
: 這個兩速變速箱比起一般電動車用的減速箱不管是複雜度、體積、跟重量都要
: 大上不少：
: https://i.imgur.com/Cdt8Fk1.png
: https://i.imgur.com/cGgNROJ.png
: https://i.imgur.com/sqVzUCP.png
: https://i.imgur.com/3HrM8Gq.png

https://reurl.cc/ValyEN
In first gear, he explained, the multiplate clutch is open and the dog clutch
is closed, with the planetary gearset yielding the 16-ish-to-one ratio. “
When shifting to second gear, the dog clutch opens, and the multiplate clutch
is closing, blocking the planetary gearset, and by this blocking, we spare
the losses of this gearset, and we’re able to increase the efficiency…[in]
second gear,” he continued.

1檔：dog clutch is closed, multiplate clutch is open
2檔：dog clutch opens, multiplate clutch is closing

https://i.imgur.com/pKDpgUd.jpg
https://i.imgur.com/XvtJzgR.jpg

https://i.imgur.com/SydMFKt.jpg

dog clutch, multiplate clutch是用來切換/鎖定2個檔位

不是斷開讓車輪不會帶動馬達.....

不然Model 3雙馬達版本怎麼沒有類似問題呢?



: 簡單來說，Taycan 用上了95 kWh 的大電池續航卻只有201 miles 的原因是因
: 為它為了要追求車輛性能，造成了散熱問題，而用上耗能的複雜散熱系統來解
: 決；而又為了這顆永磁馬達不得不用上比一般更重的變速箱又進一步消耗掉續
: 航。
: 也就是說它不斷用各種設計方案去解決前一個方案所帶來的問題。這使得Taycan
: 變成了一輛集各種工程技術而成的一輛車，從工程的角度上來看說他是怪物車
: 輛也不為過。但是用了這麼多技術，所得到的結果卻只能說差強人意。要追根
: 究柢的話，應該是Taycan 連後軸都用上永磁馬達而不是感應馬達。若是用上感
: 應馬達，首先它的變速箱結構複雜度跟重量可以大幅降低，而感應馬達雖然體
: 積大，但是對工作溫度的容忍度較高，所以也可以不需要那麼複雜的散熱系統，
: 更可以大大的節能增加續航力。
: 至於為何Porsche 為何不用感應馬達？有一方的說法是因為感應馬達需要的電
: 控技術較高，Porsche 還在摸索中，個人對此不下評論，畢竟真正的原因只有
: Porsche 自己才會知道。
: 但或許Porsche 要好好思考一下這句話：
: Simplicity is the ultimate form of sophistication.
: 參考：
: Porsche to release fully electric Macan SUV in 2022
: http://bit.ly/2EfyJEe
: Quattro Quattros: How Audi will use 4 different EV platforms
: https://cnet.co/35iWhEh
: An Extremely Detailed Look At The Porsche Taycan’s Engineering Designed To
: Take On Tesla
: http://bit.ly/2EgC2v3

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