مهندسی بی‌نهایت؛ پورشه تایکان ۲۰۲۰

به جرات می‌توان پورشه تایکان را بهترین سدان اسپرت و تمام برقی ساخت اروپا دانست. این محصول، مجموعه‌ای از جدیدترین فناوری‌های دنیا در زمینه‌ی پیشرانه‌های الکتریکی و خودروسازی مدرن است.

حدود ۹ سال پس از معرفی تسلا مدل S، پورشه نیز موفق به ساخت یک خودروی اسپرت ۴در با پیشرانه‌ی تمام‌برقی شده است. هرچند که روی کاغذ، هنوز هم می‌توان برتری‌های متعددی برای مدل S در برابر تایکان برشمرد؛ اما نوآوری‌های موجود در اولین محصول الکتریکی پورشه، تحسین‌برانگیز و نادر هستند.

از دیدگاه مهندسی، ساخت یک خودروی الکتریکی هماهنگ با استانداردهای جهانی و سلیقه‌ی بازار عمومی، چالشی بسیار بزرگ و پرهزینه است. از یک سو، هنوز غول‌های خودروسازی دنیا به تجربه‌ی کافی در طراحی و تولید مدل‌های برقی نرسیده‌اند و از سویی دیگر، نیاز به قطعات جدید با فناوری‌های تازه برای برندهایی که سال‌ها محصولات احتراقی بنزینی و دیزل می‌ساخته‌اند؛ میلیاردها دلار هزینه دارد. باید توجه داشت، حتی برترین خودروسازان جهان هم امروزه برای ساخت یک خودروی مدرن بنزینی با پلتفرم و قطعات جدید، به چند سال زمان و میلیاردها دلار بودجه نیاز دارند. با این اوصاف، می‌توان رونمایی از تایکان را اتفاقی مهم در تاریخ خودروسازی دنیا دانست.

مهم‌ترین ویژگی‌های تایکان

سدان الکتریکی و اسپرت پورشه در نسخه‌ی توربو S، خودرویی با سیستم ۴ چرخ محرک است که ۷۵۰ اسب‌بخار قدرت دارد و ۲.۶ ثانیه بعد از شروع حرکت به سرعت ۱۰۰ کیلومتربرساعت می‌رسد. تایکان از باتری‌هایی با ظرفیت ۹۳.۴ کیلووات ساعت استفاده می‌کند که پس از شارژ کامل، انرژی کافی برای رانندگی تا مسافت ۴۵۰ کیلومتر فراهم می‌کنند. ولتاژ کار سیستم‌ برق تایکان، حدود ۸۰۰ ولت است که در مقایسه با برق شهری (۲۲۰ ولت تک‌فاز و ۳۸۰ ولت سه‌فاز) فراتر از انتظار خواهد بود. خودروهای تسلا، از ولتاژ ۳۵۰ تا ۴۰۰ ولت استفاده می‌کنند و محصولات پلاگین هیبرید مرسدس بنز یا بی‌ام‌و هم، ولتاژ کار ۴۸ تا ۱۰۰ ولت دارند.

Porsche Taycan / پورشه تایکان

باتری‌های تایکان در صورت اتصال به شارژرهای قدرتمند مخصوص خودروهای برقی، مثل نمونه‌های ساخت شرکت‌های یونیتی یا الکتریفای امریکا (Electrify America) در زمان ۲۰ دقیقه تا ۸۰ درصد ظرفیت، شارژ می‌شوند. همچنین می‌توان با ۵ دقیقه اتصال به شارژر، انرژی لازم برای رانندگی تا مسافت ۱۰۰ کیلومتر فراهم کرد.

Porsche Taycan / پورشه تایکان

دیگر نکته‌ی مهم در تایکان، استقامت بالا هنگام رانندگی با نهایت قدرت است که برای یک محصول برقی اهمیت دارد. مهندسان پورشه و خبرنگارانی که در آزمایش تایکان حضور داشته‌اند ادعا می‌کنند؛ این خودرو ۱۰ بار عمل سرعت‌گیری صفر تا ۲۰۰ کیلومتربرساعت را به‌صورت متوالی و بدون تفاوت در عملکرد، انجام داده است. همچنین، تست‌های ۲۴ ساعته از تایکان تحت فشار بالا در پیست ناردو ایتالیا گرفته شده و این سدان برقی، مسافت ۳۴۰۰ کیلومتر را با میانگین سرعت ۱۴۰ کیلومتربرساعت طی کرده است. تا لحظه‌ی نگارش این مطلب، پورشه تایکان با زمان ۷ دقیقه و ۴۲ ثانیه رکورددار سدان‌های برقی در تاریخ نوربرگ‌رینگ محسوب می‌شود؛ درحالی‌که جگوار XE SV پروژه ۸ با زمان ۷ دقیقه و ۱۸ ثانیه همچنان سریع‌ترین مدل ۴در ثبت شده در نوربرگ‌رینگ و پورشه 911GT2 RS با رکورد ۶ دقیقه و ۴۳ ثانیه (حدود یک دقیقه اختلاف با تایکان) سریع‌ترین خودروی جاده‌ای دنیا در جهنم سبز هستند.

طراحی بدنه و نمای بیرونی

علاوه بر اصالت برند پورشه که به‌تنهایی برای علاقه‌مندان خودرو، بسیار ارزشمند و تأثیرگذار است؛ سبک بدنه و زبان طراحی محصولات این شرکت آلمانی هم می‌تواند برگ برنده‌ی تایکان در بازار جهانی باشد. سدان تمام‌برقی پورشه، کاملا تحت تأثیر 911 به نظر می‌رسد و البته، نسبت به بدنه‌ی پهن‌پیکر و لوکس پانامرا، جذابیت اسپرت بیشتری دارد.

Taycan

با استفاده از تصویر بالا، به خوبی می‌توان تفاوت و شباهت بین تایکان، پانامرا و 911 را تحلیل کرد. حات بدنه و ارتفاع کاپوت جلو در تایکان، مشابه 911 و البته پایین‌تر از پانامرا است. محل نشستن راننده در ۳ محصول پورشه، تقریبا یکسان به نظر می‌رسد و البته به دلیل ارتفاع سقف بیشتر در تایکان، فضای بیشتری در اختیار سرنشینان جلو خواهد بود. فاصله محورها و طرح سقف در تایکان و پانامرا، شباهت بسیاری زیاد دارند که در نتیجه‌ی آن، مسافران ردیف دوم این خودروها نیز، شرایط مشابهی خواهند داشت.

Taycan

فراتر از ویژگی‌های مربوط به زیبایی و جذب مخاطب، تایکان یک سدان برقی است که موتورهای الکتریکی و باتری‌های سنگین‌وزن دارد. طراحان این نوع از خودروها با چالش‌های متعددی رو‌به‌رو هستند که تفاوت‌های بسیاری نسبت به نمونه‌های احتراقی ایجاد می‌کند. علاوه‌بر رعایت استانداردهای طراحی و مباحث آیرودینامیک، تایکان و دیگر خودروهای اسپرت برقی باید تعادل و تقسیم وزن عالی داشته باشند تا فرمان‌پذیری آن‌ها به واسطه‌ی وزن باتری‌ها یا گشتاور بالای حاصل از موتورهای الکتریکی، مختل نشود.

شاهکار آیرودینامیک

در کمال تعجب، تایکان بهترین محصول جاده‌ای در تاریخ خودروسازی پورشه از نظر آیرودینامیک است. این خودرو با ضریب درگ (شاخص مقاومت بدنه در برابر جریان هوا) ۰.۲۲ تولید می‌شود که برتر از 911 توربو S با ضریب درگ ۰.۲۵ خواهد بود. این شاخص برای نسخه‌های مختلف تسلا مدل S با ۰.۲۳ و ۰.۲۴، چندان متفاوت نیست.

تایکان Taycan

بدنه‌ی تایکان علاوه‌بر عملکرد عالی در برابر فشار هوا، نقش مهمی در خنک‌کاری تجهیزات مختلف خودرو دارد. در سپر جلو دریچه‌هایی به‌کار رفته‌اند که رادیاتورهای بزرگ پشت خود را خنک می‌کنند. همچنین، هوا به سمت لنت‌ها و کاسه چرخ‌ها هدایت می‌شود تا حرارت این بخش از تایکان نیز کنترل شود. حتی خط عمودی بدنه در زیر چراغ‌های اصلی هم، دارای شیارهایی برای هدایت هوا به داخل بدنه است تا اعوجاج و جریان‌های گردابی پیرامون چرخ‌ها را کاهش دهد و البته به خنک‌کاری این قسمت کمک کند. تایکان، مجهز به ترمزهای ۱۰ پیستون با کالیپرهای ۱۶.۵ اینچ روی چرخ‌های جلو است که همراه تایرهایی به پهنای ۲۴۵ تا ۲۶۵ میلی‌متر ارایه می‌شوند.

تایکان Taycan

باتوجه به فقدان اگزوز و سیستم‌های مربوط به آن در خودروهای برقی، سطح زیر تایکان تماما با سینی پوشانده شده است و حتی تجهیزات تعلیق و فنربندی هم، کاملا مخفی هستند. این شرایط همراه‌با دیفیوزر بزرگ نصب شده زیر سپر عقب، تأثیری مثبت بر بهبود هدایت هوای زیر خودرو دارد.

تایکان Taycan

سبک بدنه‌ی تایکان در عقب که الهام‌گرفته از محصولات اصیل پورشه است، شرایط بسیار خوبی برای انتقال هوا از سقف به پشت خودرو فراهم می‌کند. در این قسمت، بال (اسپویلر) به زیبایی مخفی شده است که می‌تواند با فرمان راننده یا هنگام فعال‌سازی حالت‌های رانندگی، بیرون بیاید. بال عقب تایکان، علاوه‌بر اینکه می‌تواند کاملا خوابیده و پنهان باشد، ۲ حالت نیمه افراشته و کاملا ایستاده نیز خواهد داشت. وقتی راننده اقدام به شتاب‌گیری ناگهانی یا فعال‌سازی مود پرقدرت (Performance Mode) کند؛ بال عقب تماما بالا خواهد آمد و سیستم تعلیق نیز ارتقا خودرو را کاهش خواهد داد.

سیستم مدیریت دما و خنک‌کاری تایکان

امروزه آیرودینامیک و طراحی بدنه، با توجه به مبحث کنترل دما و خنک‌کاری تجهیزات مختلف خودرو انجام می‌شود. این موضوع، برای تایکان با ضریب درگ ۰.۲۲، ضمن حفظ عملکرد فنی در شرایط رانندگی پیست، نشانه‌ای از مهندسی پیش‌رفته‌ی پورشه در ساخت خودروهای برقی است. علاوه‌بر این، باتوجه به مشکلات مربوط به سیستم‌های برقی در دماهای پایین (مثل زمستان) شرکت سازنده مجبور به طراحی سیستم‌های گرمایشی اختصاصی برای تایکان بوده است.

Taycan

مهم‌ترین اجزا در خنک‌کاری تایکان، رادیاتورها و کندانسورها هستند که جلوتر از دیگر تجهیزات، نزدیک به سپر نصب می‌شوند. باتری‌های تایکان، در کف و زیر اتاق نصب شده‌اند، به همین دلیل سیستم سرمایش و گرامایش مخصوصی احتیاج دارند تا مستقل از محیط و خصوصا فضای کابین سرنشینان، در دمای مناسب کار کنند.

رادیاتورهای جلو در طرفین سپر، مستقل از یکدیگر کار می‌کنند. رادیاتور سمت چپ (سمت راننده) مختص سیستم‌های فنی و رادیاتور سمت راست، متمرکز بر نیازهای سرنشینان و کنترل دمای باتری‌ها خواهد بود. سیستم خنک‌کاری پیشرانه و دیگر تجهیزات مرتبط باعملکرد خودرو، ۳ پمپ ۶ دریچه (ولو)، ۲ فن و ۱۰ حسگر حرارتی دارند که با برق DC ولتاژ پایین کار می‌کنند. استفاده از ولتاژ ۸۰۰ ولت در خروجی باتری‌های تایکان، منجر به کاهش جریان و حرارت ناشی از آن می‌شود؛ به همین دلیل در قسمت‌های مختلف تجهیزات کاهش ولتاژ و کانورتر وجود دارند.

شاسی و سیستم تعلیق

بنابر ادعای پورشه، شاسی تایکان سخت‌ترین نمونه در میان تمامی محصولات شرکت سازنده تا امروز است. این شاسی برخلاف بسیاری دیگر خودروهای برقی دنیا، جایگاه ویژه‌ برای باتری‌ها در داخل خود ندارد. به بیان بهتر، مجموعه‌ی باتری‌ها همراه محفظه‌ی مخصوص، به زیر شاسی وصل می‌شوند و ۲۸ پیچ، اتصال این قسمت را ممکن می‌کند.

تایکان Taycanمدیران پورشه همچنین ادعا می‌کنند که تایکان دارای بهترین تقسیم وزن و مرکز ثقل در میان تولیدات تاریخ این شرکت خودروسازی است که البته با توجه به وزن ۶۳۰ کیلوگرمی باتری‌ها و کانورترها که زیر کابین وجود دارند، عجیب نیست. حتی پوششی که باتری‌ها را در خود جای می‌دهد، به‌تنهایی ۱۴۹ کیلوگرم وزن دارد. این بخش از نمای جانبی هم با آلومینیوم به قطر ۱.۵ سانتی‌متر تقویت شده است تا هنگام تصادفات از صدمه با باتری‌ها جلوگیری کند. استفان کونیگ، مدیر طراحی بدنه‌ی تایکان معتقد است که این خودرو، بدون باتری‌ها و محفظه‌ی آن، از نظر ایمنی در تصادفات ضعیف خواهد بود.تایکان Taycan

مشابه پورشه کاین، تایکان هم از شاسی با قسمت‌های مختلف استفاده می‌کند که مواد متفاوتی دارند و با جوشکاری، پیچ‌ یا پرچ به یکدیگر وصل می‌شوند. آلیاژهای فولاد، مهم‌ترین ماده‌ی تشکیل‌دهنده‌ی شاسی در تایکان هستند؛ درحالی‌که آلومینیوم، بیشترین سهم را در قطعات بدنه دارد. شاسی تایکان از نظر ظاهری، مشابه پانامرا است؛ اما فولاد بیشتری دارد. استفان کونیگ دلیل این امر را فقدان پیشرانه‌ی بنزینی در تایکان و عدم نیاز به آلیاژ‌های گران‌قیمت آلومینیوم برای کاهش ورود صدا به کابین عنوان می‌کند.

تایکان Taycan

سیستم تعلیق تایکان، از نظر طراحی و قطعات، شباهت بسیار زیادی به پانامرا دارد. بسیاری از تجهیزات مربوط به فنربندی تایکان با پانامرا مشترک یکسان خواهد بود که این موضوع، منجر به صرفه‌جویی در پیش‌تولید سدان برقی پورشه شده است. البته تنظیم سیستم تعلیق تایکان و بعضی قطعات آن مستقل از دیگر محصولات شرکت سازنده خواهد بود. به‌عنوان مثال، نزدیک چرخ‌ها و زیر فنربندی مربوط به محور جلو، مجرای ۴گوش برای هدایت هوا به سمت ترمزها وجود دارد تا خنک‌کاری این قسمت بهبود یابد.

موتورهای برقی تایکان

تایکان توربو از ۲ موتور برقی PMSM استفاده می‌کند. این موتورها، از نوع سنکرون با روتور آهن‌ربای دائم (Permanent magnet synchronous) هستند. برخلاف تسلا مدل S که از موتور AC با روتور سیم‌پیچی‌شده استفاده می‌کند، نمونه‌ی موجود در تایکان برای خودروهای برقی، کمتر دیده شده است. در یک موتور PMSM، آهن‌ربای دائم روی روتور جاسازی می‌شود که در نهایت، به شفت خروجی موتور متصل خواهد بود. با این شرایط، همواره میدان مغناظیسی ثابت فراهم می‌شود. چرخش این قسمت، هماهنگ (سینک) با تغییرات و گردش میدان مغناطیسی استاتور (بخش ثابت موتور) خواهد بود؛ چراکه میدان مربوط به استاتور از طریق جریان AC تأمین می‌شود. در خروجی باتری، یک اینورتر (مبدل: inverter) وجود دارد که خروجی DC (جریان مستقیم) باتری را برای استفاده در استاتور به AC (جریان متناوب سینوسی) تبدیل می‌کند. در بسیاری موتورهای موجود در خودروهای برقی دنیا مشابه تسلا مدل S، سیم پیچ روتور با استفاده از جریان متناوب AC، خاصیت مغناطیسی بپدا می‌کند.

تایکان Taycan

پورشه معتقد است با موتورهایی که روتور آهن‌ربای دائم دارند،کاهش مصرف انرژی و اندازه‌ی پیشرانه‌ حاصل می‌شود ضمن اینکه خنک‌کاری سیستم هم بهتر انجام خواهد شد. البته نباید فراموش کرد که چنین موتورهایی به دلیل آلیاژهای گران‌قیمت و فناوری ساخت بالا، پرهزینه هستند.

اگر قیمت را فراموش کنیم و صرفا شرایط فنی را در نظر بگیریم، پیشرانه‌ی برقی تایکان برتری قابل ملاحظه‌ای نسبت به موتورهای تسلا دارد. در طرح پورشه، به دلیل فقدان سیم‌پیچ در روتور، نه‌تنها انرژی صرف ایجاد میدان برای این قسمت نمی‌شود؛ بلکه مشکل حرارت اضافی و سیستم خنک‌کاری مخصوص هم حل خواهد شد.

تایکان Taycan

دیگر نکته‌ی مهم در موتور برقی پورشه، استفاده از طرح سیم‌پیچی ۴گوش سنجاقی (rectangular hairpin) برای استاتور است که مشابه آن قبلا در شورولت بولت وجود داشت. با این ترفند، سیم مسی بیشتری مصرف می‌شود و البته فاصله‌ی هوایی بین اجزاء سیم‌پیچ کاهش می‌یابد. شاخص نشان‌دهنده‌ی مس مصرف‌شده در سیم‌پیچ موتورهای برقی، ضریب پوشش مس (copper fill factor) نام دارد که برای استاتور تایکان به عدد ۷۰ می‌رسد. این شاخص برای موتورهای معمولی، حدود ۴۵ است و به‌خوبی نشان می‌دهد که نوع سیم‌پیچ و آرایش سیم‌ها نقش پررنگی در افزایش قدرت پیشرانه‌ی پورشه دارد.

دکتر بویک ریچر (Boyke Richter) مدیر تیم طراحی موتور برقی تایکان معتقد است، با طرح سیم پیچ ۴گوش سنجاقی، علاوه‌بر افزایش قدرت پیشرانه، به دلیل افزایش ارتباط مستقیم بین مس و سطح استاتور، اتلاف حرارتی و نیاز به خنک‌کاری هم کم‌ می‌شود.

جعبه‌دنده

تایکان از ۲ موتور برقی روی محورهای جلو و عقب استفاده می‌کند. این موضوع، اهمیت جعبه‌دنده و پیچیدگی فناوری مربوط به آن‌را افزایش می‌دهد. تایکان از جعبه‌دنده‌ی ۲ سرعته ساخت پورشه با نسبت ۱۶ به یک در دنده‌ی یک و ۸ به یک برای دنده‌ی ۲ بهره می‌برد.تایکان Taycan

ماژول عقب تایکان، متشکل از پیشرانه‌ی برقی، اینورتر DC به AC مورد نیاز استاتور موتور و جعبه‌دنده است. این مجموعه، که با پوششی از آلیاژ آلومینیوم با فرمول محرمانه‌ی پورشه ارائه می‌شود؛ ۱۷۰ کیلوگرم وزن دارد. جعبه‌دنده همراه‌با کلاچ برقی و دیفرانسیل لغزش محدود

هرچند که پورشه، جعبه‌دنده‌ی ۲ سرعته‌ی تایکان را یکی از تولیدات خود معرفی کرده است؛ شباهت‌های بسیاری بین این محصول و جعبه‌دنده‌ی ۲ سرعته‌ی ساخت ZF دیده می‌شود. تقریبا تمامی خودروهای برقی، حتی محصولات تسلا دارای جعبه‌دنده‌ی تک سرعته هستند که البته کارآمد و ارزان‌قیمت است؛ اما ابرخودروی ریمک و بعضی مدل‌های مسابقه‌ای در فرمول E از سیستم چند سرعته استفاده می‌کنند. در طرح ZF، تغییر دنده (یک به ۲) بعد از افزایش سرعت به ۷۰ کیلومتربرساعت انجام می‌شود و تایکان، این حالت را بعد از رسیدن به سرعت ۷۵ کیلومتربرساعت دارد.

تایکان Taycan

جعبه‌دنده‌ی ۲ سرعته‌ی تایکان روی محور عقب، ۷۰ کیلوگرم وزن دارد؛ درحالی‌که جعبه‌دنده‌ی نصب شده روی محور جلو، تک سرعته با وزن ۱۶ کیلوگرم است. با این اوصاف، اهمیت جعبه‌دنده‌ی متصل به موتور عقب در سدان برقی پورشه مشخص می‌شود. هنگامی که راننده به آرامی شروع به حرکت کند یا سرعت ثابت داشته باشد، تایکان روی دنده‌ی ۲ خواهد بود و زمانی‌که شتاب‌گیری با قدرت بالا انجام شود؛ دنده‌ی یک درگیر خواهد شد. به بیان بهتر، تایکان در شرایط عادی (حالت رانندگی Normal) هوشمندانه تصمیم می‌گیرد که با توجه به نوع عملکرد راننده یا حالت رانندگی انتخاب‌شده توسط او، خودرو با دنده‌ی یک یا ۲ کار کند. روی محور جلو، جعبه‌دنده‌ی تک دنده وجود دارد که طبیعتا، فاقد کلاچ است و ارتباط دائمی موتور با چرخ‌های را ممکن می‌کند.

پیش‌تر اشاره شد که حالت رانندگی، تأثیر زیادی بر انتخاب دنده‌ها توسط جعبه‌دنده‌ی خودکار تایکان دارد. در حالت‌های اقتصادی (Range)، عادی (Normal) و اسپرت، عملکرد جعبه‌دنده متفاوت است. در نوع اول (اقتصادی) با هدف کم‌ترین مصرف انرژی، تایکان پیوسته روی دنده ۲ خواهد بود و صرفا برای حرکت به عقب، روی دنده یک قرار می‌گیرد. در حالت رانندگی عادی، بیشتر اواقات از دنده ۲ استفاده می‌شود و فقط هنگام شتاب‌گیری در سرعت‌های کمتر از ۷۵ کیلومتربرساعت، دنده یک عمل خواهد کرد. اگر راننده‌ی تایکان حالت اسپرت را انتخاب کند؛ همواره دنده‌ی یک برای شروع حرکت از سرعت صفر انتخاب می‌شود و بعد از ثبت سرعت ۷۵ کیلومتربرساعت، سراغ دنده‌ی ۲ می‌رود. به بیان بهتر، مهم‌ترین تفاوت عملکرد جعبه‌دنده‌ی تایکان در حالت‌های نرمال یا اسپرت، مربوط به شروع حرکت است.

علاوه‌بر عملکرد بسیار خوب جعبه‌دنده‌ی ۲ سرعته، حجم مناسب آن در ترکیب ‌با پیشرانه‌ی محور عقب، فضای کافی برای صندوق بار فراهم می‌کند. هنگام تصادف از پشت، مجموعه‌ی تجهیزات نصب شده در عقب به سمت بالا حرکت خواهند کرد تا کم‌ترین صدمه به سرنشینان و باتری‌‌ها وارد شود.

تایکان Taycan

دکتر بویک ریچر، مدیر پروژه‌ی طراحی پیشرانه و جعبه‌دنده‌ی تایکان می‌گوید:

تنها یک عملگر (Actuator) در جعبه‌دنده‌ی ۲ سرعته‌ی تایکان وجود دارد که در همه‌ی حالت‌های دنده‌ی یک، دنده‌ی ۲، خلاص (N)، دنده عقب و پارک، استفاده می‌شود.

در بخش بالایی جعبه‌دنده، عملگر به ۲ اهرم (Lever) متصل است که مرتبط به داگ‌کلاچ (کلاچ بین ۲ شفت متحرک) و مولتی‌پلیت‌کلاچ (کلاچ بین چندین شفت متحرک) هستند. داخل مولتیپلیت کلاچ، یک چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای (خورشیدی: planetary gearset) وجود دارد که بهترین ضریب عملکرد را برای دنده‌ی یک، فراهم می‌کند.

وقتی تایکان در دنده‌ی یک باشد، مولتیپلیت‌کلاچ باز (فعال) و داگ‌کلاچ بسته است تا چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای نسبت دنده‌ی ۱۶ تا یک را تنظیم کند. هنگام رانندگی با دنده‌ی ۲، مولتیپلیت‌کلاچ بسته و داگ‌کلاچ باز خواهد بود تا چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای از چرخه خارج شود. با این ترفند، تلفات چرخ‌دنده‌ها حذف و بازدهی بهتر می‌شود.

روی شفت خروجی، دیفرانسیل و محدودکننده‌ی الکترونیکی لغزش دیفرانسیل وجود دارند که در بسیاری خودروهای امروزی، علاوه بر محصولات پورشه دیده می‌شوند. بعضی برندها مثل بی‌ام‌و، علاقه‌مند به نصب موتورهای جداگانه روی هر چرخ محور عقب هستند تا با حذف دیفرانسیل، بهترین حالت تقسیم گشتاور بین چرخ‌ها فراهم شود. این سیستم، به دلیل افزایش حجم تجهیزات و هزینه‌ی ساخت، در تایکان استفاده نشده است.

تایکان Taycan

پورشه ادعا می‌کند، هنگام رانندگی با تایکان در سرعت ثابت و حالت عادی (Normal Mode)، معمولا موتور عقب خاموش و جعبه‌دنده‌ی ۲ سرعته، بلااستفاده خواهد بود تا وظیفه‌ی تولید و انتقال قدرت به تجهیزات روی محور جلو محول شود. جعبه‌دنده‌ی تک‌سرعته روی محور جلو، فناوری مشابه با جگوار آی‌پیس دارد و فاقد کلاچ است. این سیستم از طرح هم‌محور (کواکسیال) استفاده می‌کند تا جعبه‌دنده، مستقیما به انتهای موتور (وسط محور جلو بین چرخ‌ها) متصل شود. درواقع، یکی از شفت‌های اکسل جلو (CV axle)، از میان روتور (بخش متحرک موتور برقی) می‌گذرد تا به جعبه‌دنده برسد. در تصویر بالا، خروجی شفت به سمت چرخ‌های جلو (از دید راست) دیده می‌شود.

اینورترها

به زبان ساده، اینورتر در مهندسی برق وسیله‌ای است که جریان مستقیم DC را به متناوب AC تبدیل می‌کند. با توجه به اینکه ولتاژ خروجی باتری‌های تایکان، ۸۰۰ ولت DC است، موتورهای AC در محور جلو و عقب، نیازمند اینورترهای قدرتمند برای دریافت انرژی الکتریکی با جریان AC هستند.

تایکان Taycan

تایکان توربو و توربو S، دارای اینورترهای متفاوتی روی محور جلو هستند که به ترتیب، ۳۰۰ آمپر و ۶۰۰ آمپر پیک لحظه‌ای دارند. اینورترها در حالت عادی برای طولانی‌مدت، ۱۹۰ و ۳۸۰ آمپر جریان خروجی تأمین می‌کنند. این فناوری در اینورترها، دلیل تفاوت در قدرت خروجی مدل‌های مختلف پورشه تایکان (هنگام رانندگی با سرعت ثابت یا شتاب بالا) است. مثلا موتور نصب شده روی محور جلوی تایکان توربو S، در حالت عادی ۴۰۰ نیوتن‌متر گشتاور دارد؛ اما به محض دریافت جریان ۶۰۰ آمپر از اینورتر، ۴۴۰ نیوتن‌متر گشتاور خواهد داشت.

باتری‌های ساخت LG و فناوری شارژ

زیر کابین، ۳۳ بسته‌ باتری وجود دارد که هرکدام، ۱۲ سلول ذخیره‌ی انرژی دارند. ظرفیت ذخیره‌ی انرژی در تایکان، ۹۳.۴ کیلووات ساعت و اندکی کمتر از تسلا مدل S با ۱۰۰ کیلووات ساعت است. آنچه اهمیت فناوری پورشه و ال‌جی در سیستم برق و باتری تایکان را نشان می‌دهد؛ ولتاژ خروجی ۸۰۰ ولت است که در خودروهای الکتریکی دنیا سابقه ندارد. ولتاژ کار تایکان در شرایط مختلف، ۶۱۰ تا ۸۳۵ ولت خواهد بود که البته در بسیاری موارد، روی ۷۲۳ ولت ثابت می‌شود. برای رسیدن به این فناوری، پورشه هزینه‌ی زیادی صرف ساخت تجهیزات الکترونیک، باتری‌ها و ادوات مرتبط با شارژ کرده است.

تایکان Taycan

ترفند جاسازی باتری‌ها زیر کابین، البته موضوع جدیدی نیست و سابقه‌ای طولانی دارد؛ اما پورشه با نصب تجهیزات کنترلی مربوط به باتری‌ها در تونل وسط کابین (که در خودروهای قدیمی برای اتصال دیفرانسیل به محور عقب کاربرد داشت) بهترین استفاده را از فضای موجود داشته است. همچنین، قسمتی از مجموعه‌ی باتری‌ها به زیر صندلی‌های عقب منتقل شده‌اند تا کف اتاق برای زیر پای سرنشینان، پایین برود و راحتی مسافران را افزایش دهد.

در پاسخ به این سؤال که، چرا پورشه از ولتاژ بالا در سیستم برق تایکان استفاده کرده است؛ یک جواب ساده وجود دارد. هنگامی که مقدار مشخصی از انرژی الکتریکی (مثل باتری) در اختیار داشته باشیم با افزایش ولتاژ، جریان کاهش می‌یابد و البته، تلفات حرارتی کم‌تری خواهیم داشت. دیگر نکته‌ی مهم در تایکان، کاهش حجم باتری‌ها ۹۳.۴ کیلووات ساعت به واسطه‌ی ولتاژ خروجی بالا در مقایسه با نمونه‌های ولتاژ پایین است. افزایش ولتاژ منجر به کاهش هزینه‌های مربوط به عایق‌کاری و نیاز به هادی‌ها (سیم‌های انتقال برق) نیز می‌شود.

افزایش ولتاژ، البته تأثیری مثبت در کاهش زمان شارژ خواهد داشت. برای توضیح این موضوع، یواخیم کرامر، مدیر دپارتمان الکترونیک پورشه می‌گوید:

وقتی ولتاژ کار سیستم ۲ برابر شود، شما می‌توانید ۲ برابر قدرت (وات) بیشتر از همان جریان (آمپر) بگیرید.

البته ادعای مدیران پورشه، روی کاغذ و از نظر تئوری متفاوت با شرایط واقعی تایکان است. اگر ولتاژ کار ۴۰۰ ولت در خودروهای الکتریکی مثل تسلا مدل S را ملاک قرار دهیم، زمان شارژ تایکان با شارژر ۲۷۰ کیلووات، نصف تسلا نخواهد بود. در ادامه، یواخیم کرامر توضیح می‌دهد:

با افزایش ولتاژ شارژ باتری‌ها، عمر مفید و کارایی این تجهیزات در طولانی‌مدت، کاهش می‌یابد. به همین دلیل، هنوز نمی‌توانیم از شارژرهای ۸۰۰ ولت با قدرت بالاتر از ۲۷۰ کیلووات استفاده کنیم. در آینده‌ی نزدیک، فناوری باتری‌ها پیش‌رفت خواهد کرد تا قدرت ۴۰۰ الی ۵۰۰ کیلووات ساعت برای شارژ پورشه تایکان فراهم شود.

به هر صورت، ولتاژ ۸۰۰ ولت منجر به کاهش زمان شارژ مورد نیاز باتری‌های تایکان شده است. باتوجه به اینکه باتری‌های پورشه، نمی‌توانند جریان شارژ بیش از ۳۳۴ آمپر را تحمل کنند؛ استفاده از شارژر با قدرت بیش از ۲۷۰ کیلووات ساعت، امکان‌پذیر نیست.

Porsche Taycan / پورشه تایکان

بهترین دمای محیط برای شارژ باتری‌های تایکان، ۲۰ تا ۳۰ درجه است. در این شرایط، شارژر ۲۷۰ کیلووات ساعتی با صرف زمان ۲۲ دقیقه، ظرفیت باتری‌ها را از ۵ به ۸۰ درصد می‌رساند. همچنین، با صرف زمان ۶ دقیقه می‌توان به اندازه‌ی رانندگی تا مسافت ۱۰۰ کیلومتر، انرژی ذخیره کرد. طبیعتا زمانی‌که دمای محیط بیش از ۳۰ درجه باشد، کمی از قدرت شارژ کاسته و زمان مورد نیاز افزایش باید. در عوض، پورشه از نرم‌افزاری هوشمند به نام Charging Planner رونمایی کرده است که در روزهای سرد سال، با اندازه‌گیری دمای محیط اقدام دستور به افزایش دمای باتری‌ها می‌دهد تا ضمن رسیدن به ۲۰ درجه، سریع‌تر شارژ شوند. همچنین، درپوش‌های محل اتصال شارژر به خودرو دارای لرزاننده‌ی کوچکی هستند تا از یخ‌زدگی ‌آن‌ها در هوای سرد جلوگیری کند.

در تمامی مدل‌های تایکان، ۲ شارژر تعبیه شده است که هرکدام، ورودی مستقل در طرفین بدنه‌ی خودرو دارند. دریچه‌ی کوچک سمت راننده برای اتصال شارژر AC به جریان متناوب تک‌فاز یا ۳ فاز شهری با ولتاژ ۱۱۰ تا ۲۴۰ ولت استفاده می‌شود. در سمت مقابل (شاگرد)، ورودی شارژر DC نصب شده است که مخصوص شارژرهای قدرتمند با ولتاژ مستقیم ۴۰۰ ولت (قدرت ۱۵۰ کیلووات) یا ۸۰۰ ولت با قدرت ۲۷۰ کیلووات خواهد بود. با این اوصاف، اتصال تایکان به برق تک‌فاز ۲۴۰ ولت شهری، قدرت شارژ ۲.۴ کیلووات ساعت فراهم می‌کند که در نتیجه‌ی آن، بیش از ۳۰ ساعت زمان لازم است تا ۸۰ درصد ظرفیت شارژ ۹۳.۴ کیلووات ساعت تایکان تکمیل شود. به همین دلیل، شارژرهای ۱۱ کیلووات جریان متناوب به‌عنوان یک آپشن نسبتا ارزان‌قیمت و البته اجتناب‌ناپذیر توسط پورشه به خریداران پیشنهاد می‌شود که با اتصال به برق شهری، زمان شارژ از ۵ تا ۸۰ درصد را به ۱۰.۵ ساعت می‌رساند. این تجهیز، احتمالا در تمامی مدل‌های تایکان توربو و توربو S موجود خواهد بود.

سخن پایانی و پاسخ به یک سؤال عامیانه

آیا واقعا پورشه تایکان بهتر از تسلا مدل S است؟ در پاسخ به این سؤال نمی‌توان واضح و صریح از واژه‌های بله یا خیر استفاده کرد. به بیان بهتر، نیاز مشتری و علاقه‌مندی‌های او تعیین‌کننده‌ی نهایی خواهد بود. نباید فراموش کنیم که نسخه‌های معرفی شده از تایکان با نام‌های توربو و توربو S به میزان قابل ملاحظه‌ای گران‌تر از تسلا مدل S هستند؛ درحالی‌که برتری خاصی از نظر عملکرد فنی ندارند.

تایکان Taycan

tesla model S

از دیدگاه طراحی بیرونی و کابین، پورشه تایکان جذاب‌تر از تسلا مدل S به نظر می‌رسد. علاوه‌بر این، نام شرکت سازنده و اصالت برند هم، موضوع بسیار مهمی است که تایکان را در چشم مخاطب و بازار جهانی، برتری می‌دهد. هرچند که ابعاد بدنه و راحتی سرنشینان در مدل S و تایکان، تقریبا مشابه هستند؛ اما طراحی ادوات داشبورد و دیگر اجزای کابین باعث می‌شوند؛ محصول پورشه حس بهتری به راننده و دیگر مسافران بدهد. نمایشگرهای متعدد و الهام از سبک طراحی فضای داخلی در 911، تأثیر بسیار مهمی در فروش نهایی تایکان خواهند داشت.

آستانه قیمت ۸۰ هزار دلار برای مدل S، در مقابل تایکان توربو با قیمت ۱۵۲ هزار دلار و مدل توربو S با ۱۸۷ هزار دلار، جای شکی باقی نمی‌گذارد که محصول تسلا، صرفه‌ی اقتصادی بالاتری دارد. تایکان توربو همراه آپشن‌های اضافی، حدودا ۲ برابر تسلا مدل S قیمت خواهد داشت. البته پورشه قول داده است نسخه‌ای ارزان‌قیمت از سدان الکتریکی خود را با قیمتی در محدوده‌ی ۸۰ تا ۹۰ هزار دلار تولید کند که احتمالا، تک موتوره و تک‌دیفرانسیل خواهد بود. با این اوصاف، باز هم نمی‌توان رقیب آلمانی برای مدل S پیدا کرد؛ چراکه قدرت و گشتاور مشابه، نخواهد داشت.

تایکان Taycan

tesla model S

قدرتمندترین مدل تسلا مدل S با نام پرفورمنس (Performance) که آستانه قیمت ۱۰۰ هزار دلار دارد؛ می‌تواند ۲.۵ ثانیه بعد از شروع حرکت به سرعت ۱۰۰ کیلومتربرساعت برسد و با شارژ کامل، مسافتی حدود ۵۵۰ کیلومتر را طی کند. تایکان توربو و توربو S به ترتیب در زمان‌های ۳.۲ و ۲.۸ ثانیه به سرعت ۱۰۰ کیلومتربرساعت می‌رسند؛ ضمن اینکه بالاترین مسافت قابل پیمایش با این خودروها نیز، ۴۵۰ و ۴۱۲ کیلومتر است.

از مجموع سخنان بالا، احتمالا به این نتیجه رسیده‌اید که مدل S، برنده‌ی مطلق در مقابل تایکان خواهد بود؛ اما بیش از ۳۰ هزار نفر برای مالکیت اولین محصول تمام‌برقی پورشه، ثبت‌نام کرده‌اند تا ثابت شود، فروش بسیار خوبی در انتظار این خودرو است. بسیاری دیگر مدل‌های ساخت پورشه هم، روی کاغذ ضعیف‌تر از رقبای امریکایی یا ژاپنی هستند؛ درحالی‌که با قیمت بالاتر و فروش جهانی بیشتر به تولید ادامه می‌دهند. این شرایط، به دلیل کیفیت ساخت عالی در قطعات، طراحی و قابلیت‌های رانندگی است. پیش‌‌تر اشاره کردیم که پورشه ادعا می‌کند؛ تست‌های ۲۴ ساعته از رانندگی با تایکان در شرایط سخت پیست را با موفقیت به پایان رسانده و حتی رکورد نوربرگ‌رینگ برای این سدان الکتریکی ثبت کرده است. تا زمان نگارش این مطلب، هنوز خبری از رکورد تسلا مدل S در نوربرگ‌ رینگ شنیده نمی‌شود و البته، نسخه‌های استاندارد این خودروی امریکایی هم برای رانندگی در پیست و فشار بالا مناسب نیستند.

ازدیدگاه فنی و کارشناسی، معادل‌سازی تایکان توربو و توربو S با دیگر خودروهای برقی دنیا، دشوار است. این خودروها، سدان‌های تمام‌الکتریکی و اسپرت هستند که مشابه بی‌ام‌و M۵ و مرسدسAMG E۶۳ ، نیاز به رانندگی پرهیجان در پیست یا سفرهای خانوادگی را پاسخ می‌دهند. با این اوصاف، ضمن توجه به فناوری‌ و کیفیت ساخت پورشه، فعلا نمی‌توان برای تایکان در دنیای خودروسازی رقیب تمام‌عیار معرفی کرد.

 

 

 

 

منبع زومیت

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید