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它就是混動性能車的標準答案?

發布時間:2024-06-12 18:44:24

北京時間5月28日晚上9點,代號992.2的中期改款911正式發布。由于歷代911在外形上都有著極高的傳承性,并不會有太大的變化,身為中期改款的992.2更是如此,在外形上只是小修小補,并沒有太大的驚喜。

 

不過除了外觀變化外,新款911最大的變化在于GTS版本使用了一套混動系統,讓它成為了歷史上第一款量產的混動911。作為將性能刻入骨髓的品牌,保時捷911的混動一定不是“買菜”用的,所以經過了一番研究分析,我發現新款911 GTS可能是目前混動性能車的標準答案。

 

 

與全球其他地方的車迷不同,在國內大幅推廣新能源的這幾年,國內消費者對于混動系統的了解和理解明顯是要強于其他地區消費者的。在這樣理念灌輸下,大部分國內消費者都是知道P1+P3的混動結構顯然是要比P2混動結構更具優勢的。不僅可以擁有更好的動力,同時還能夠大幅降低燃油消耗。可縱觀新款保時捷911的混動就能發現,它并沒有使用理論上更好的P1+P3,反倒是用上被不少鍵盤俠扔進歷史垃圾桶的P2結構。但事出有因,保時捷這么做其實是另有需求。

 

雖然在各種試車文章中我們總說,保時捷911或者類似性能車在操控上有多么拔尖。可對于大部分用戶日常駕駛來說,感受操控的機會并不多。而購買這些車的人群,除了本身對于操控的追求外,更會在意他們所提供的感官價值,比如能夠在鬧市區賺足眼球的外形,以及令人血脈僨張的聲浪。說到聲浪,恰恰是P2結構的先天優勢。

 

眾所周知,P1+P3結構的混動本質上是屬于E-CVT范疇的,除了讓發動機在高速區間巡航時所用的直驅擋位外,并沒有其他的物理擋位可供選擇,基本都是由電機驅動。所以相較于P2混動結構來說,使用P1+P3結構的既不能換擋,同時加速聲浪也很單調。當然,也有P1+P3結構匹配變速箱的,但即使是吉利的EM-P系統,也不過3個擋位,顯然不太能滿足大家對于換擋聲浪的需求。

 

另外,P1+P3還有一個問題是P2形式混動所不具備的。通常來說,P1+P3混動結構中基本是大功率驅動電機配小功率發動機,整套系統以電為主、發動機為輔,這也是為何P1+P3開起來更像純電動車的原因。P2結構剛好相反,基本是大發動機配合一臺被安裝在變速箱前端,起輔助作用的小電機,所以P2結構的混動開起來會更像燃油車。在高負載工況下,P1+P3結構由于發動機功率通常小于驅動電機功率,一旦電池電量不足,發動機就不能發出足夠多的電量保證驅動電機全功率輸出,最終就會出現“失速”等動力受限的情況。而P2結構即使電量不足以讓電機全力輸出,但由于電機只是輔助,更大功率的發動機也可以隨時待命驅動車輛,所以P2結構面對高負載工況幾乎不會出現動力受限的情況。

 

更關鍵的是,P1+P3只會在某個速度區間,同時電池放電倍率滿足電機最大功率的情況下,才可以擁有發動機+P3驅動電機總和的最大功率。大部分情況下,P1+P3的最大的馬力就和增程車一樣,都只能爆發出P3電機最大功率。發動機此時都是充當發電機,彌補電池放電倍率不夠,“喂不飽”P3驅動電機的問題。P2結構則不同,由于電機本身功率較小,所以對于電池的放電倍率不會有太高要求。再加上驅動電機被安放在變速箱前,所以在各個速度區間都可以和發動機共同出力,幫助車輛加速,帶來遠比P1+P3結構更高的極速。

 

綜上所述就能夠發現,作為終極跑車代名詞的保時捷911必然不會選擇更偏向家用、省油和電驅動的P1+P3結構。所以在8速PDK變速箱前端,保時捷安裝了一臺擁有41kW,150N·m的永磁同步電機來提供額外動力,并可以取代啟動機,直接啟動發動機。同時,這臺電機還能短暫“超頻”10秒鐘,將功率提升至48kW。

 

在內燃機部分,去992.2 GTS采用了全新研發的3.6T水平對置六缸發動機,可以輸出357kW、570N·m,再加上P2電機的功率,整套系統綜合輸出達到了398kW,也就是541馬力,峰值扭矩為610N·m。不過需要注意的是,混動911的P2電機并不能單獨驅動車輛行駛,車輛本身也不支持外接充電,所以新款911混動是HEV,而非大家熟悉的PHEV。

 

至于電池部分,保時捷選擇了一套擁有400V電壓,總能量為1.9kWh的液冷三元鋰電池。算上外殼,整個電池包的重量僅為27kg。看到這里,數學好的同學們已經可以通過計算得出:(1.9kWh ÷ 41kW)x 60=2.78min。意味著這塊小電池僅能滿足電機全功率輸出不到3分鐘的時間,之后P2電機就會淪為擺設。

 

 

作為德國斯圖加特唯二的驕傲,保時捷的工程師怎么可能沒有想過如此尷尬的問題?畢竟與比它便宜的性能車相比,保時捷最大的優勢就是可以長時間、持續地在賽道上刷圈,而不會出現動力和剎車系統的衰退,所以它們自然有辦法讓911 GTS的混動系統在賽道中持續工作。最核心的解決方案,就藏在3.6T水平對置發動機的渦輪增壓器中。

 

雖然汽油發動機的熱效率并不高,普遍也就在40%左右,但這樣的缺點也締造了內燃機的一大特色--排出的廢氣擁有非常高的能量。得益于此,才使發動機可以通過在排氣側“捆綁”渦輪增壓器的方式,帶來少說1Bar,最多2Bar左右的額外進氣壓力提供更多的動力。不過隨著發動機轉速增加,單位時間內排出的廢氣量增加,渦輪提供的廢氣也逐漸增加,直至超過額定的最大壓力。面對這種情況,大部分渦輪通過打開一部分廢氣旁通閥,來控制渦輪轉速,避免廢氣太多超過渦輪設計轉速,造成損壞。可這樣一來,一部分擁有極高動能的廢氣就被白白浪費掉了。

 

那么有沒有什么辦法能夠利用上這些額外的廢氣呢?最簡單粗暴的方式就是加大渦輪的尺寸,這樣不僅可以更多的利用廢氣,還能進一步提升動力。不過更大號的渦輪會帶來更明顯的渦輪遲滯,日常開可能還好,但在激烈駕駛時,動力遲滯就會實打實地影響到駕駛感受,在賽道中慢一拍可太難受了。這時,聰明的工程師們又想到了一個方法,就是像動能回收一樣,利用電機回收廢氣的能量。

 

在新款保時捷911 GTS的全新3.6T發動機的渦輪內部,保時捷為其安裝了一臺最高轉速可達13萬轉,擁有10kW功率的電機。看到在渦輪里放電機,大家有沒有感覺到很熟悉?沒錯,就是目前F1賽車中的MGU-H熱能渦輪技術,量產車中的AMG ONE和全新AMG C63也搭載此項技術。至于沒有參加F1的保時捷為何會有此技術,主要還是因為當年保時捷跑WEC時,其919 Hybrid也是搭載此項技術的。

 

這項技術的核心就是在渦輪面臨超速時,可以讓電機反拖渦輪葉片,就像電動車的動能回收一樣,不僅可以避免渦輪超速,還能通過渦輪帶動電機發電,產生額外的電能。這樣一來,原本需要打開旁通閥浪費掉的高能量廢氣就被電機回收利用了,而產生的電力除了可以給1.9kWh鋰電池充電外,還可以全部應用在41kW的P2電機上,輔助發動機輸出。在實際使用中,以賽道中低速彎出彎為例,車輛并不需要太大的功率輸出,熱能渦輪就可以在此時利用廢氣來回收電能,為之后高速區間加速提供額外的電量。

 

在剎車制動時,P2電機也可以進行動能回收,所以即使新款911 GTS的電池只有1.9kWh,在熱能渦輪的幫助下,也完全可以滿足長時間的極限賽道駕駛,不會出現電池虧電的情況。而且從真實場景來說,能夠讓911 GTS滿功率輸出接近3分鐘的“賽道”,恐怕也只有德國的不限速高速公路了,在正常的賽道里,是沒有這么長的直線的。

并且渦輪內的電機除了可以充電外,它還有另外一個功能,就是降低渦輪遲滯。因此相比起“普卡”上的3.0T雙渦輪增壓來說,992.2 GTS的3.6T發動機只使用了一個渦輪。在駕駛員需要動力時,渦輪內的電動機可以和廢氣共同給渦輪加速,以此來降低渦輪的響應時間,帶來更快的動力響應速度。

 

并且由于3.6T發動機從原本的雙渦輪變成了單渦輪,整體的高度相比原來的3.0T降低了110mm,重心也更低,反而提升了操控表現。不過由于新款911 GTS的排量從3.0L增加到了3.6L,相對應消費稅也會有一定增加,再加上成本更高的混動系統,新款漲價是必然的了。

 

 

通過P2電機和熱能渦輪可以發現,新款保時捷911 GTS的混動并不是以節油作為設計取向的,更多還是為了性能服務。41kW的P2電機配合3.6T發動機合并爆發出541馬力,最終使它擁有了3秒的0-100km/h加速成績。而熱能渦輪的存在,更是使1.9kWh的400V三元鋰電池幾乎不會出現電量虧空的情況。在這一系列的加持下,新款911 GTS在紐博格林北環更是跑出了7:16.93的成績,不僅比991.2的GTS快了8.7秒,也比991.2的Turbo S快了0.17秒。

 

并且雖然和P1+P3結構的車型在油耗上無法比擬,但加上熱能渦輪后,其實發動機的整體效率也是大幅提升了,只不過這個效率體現在了馬力,而不是油耗。利用相同的燃油產生額外的動力,就是混動系統誕生的根本目的,并沒有那種方式一定是對或錯。

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