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Porsche 919 Hybrid
基础技术上的急速突破
今年 Porsche 携有史以来最具创新性的赛车 919 Hybrid 重返世界耐力锦标赛 ( WEC ) 顶级赛事及勒芒 ( Le Mans ) 24 小时耐力赛。 全新设计的 919 Hybrid 大胆采用最先进的工程技术理念, 设计极为复杂, 旨在确保所有部件均实现最佳能源效率, 最大程度提升赛车性能。

无论是原型车空气动力学上的考量, 还是各部件的轻质结构上, 919 Hybrid 都牢牢遵循这一原则。 而其先进的能量回收与驱动系统更是如此 – 这些技术都将作为未来量产车型的重要技术参考。 因此, 919 Hybrid 赛车堪称为 Porsche 的移动实验室。

WEC 重新制定的技术规则赋予了 Porsche 工程师在设计方面更多的自由, 他们集思广益, 不断创新, 旨在找到最佳的解决方案。 在 LMP1-H 级别的赛事中, 每圈耗油量是改装车性能的主要限制因素。 此外, 规则还要求参赛车辆必须配备一套混合动力系统, 但允许任意选择系统类型及回收能量的储存方式, 并且对发动机的结构设计与排量不做任何限定。

Porsche 另辟蹊径, 为 919 Hybrid 设计了两种不同的能量回收系统。 第一种系统相对传统, 采用与 Porsche 918 Spyder 相似的形式: 在制动过程中, 一台与前桥相连的发电机负责将动能转换为电能。 第二种系统则更具突破性, 它充分利用了排放的尾气的热能, 这一先进技术即便是在世界跑车锦标赛中都独树一帜。 一套辅助涡轮发电装置在此承担了废气旁通阀的任务, 即, 一个控制阀通过释放峰值压力, 确保涡轮增压系统不会过载。 而之前释放的这部分废气能量又被这套发电装置 ( 称为 MGU-H: 电机发电装置—热能 ) 用以发电。 这得 Porsche 919 Hybrid 成为了 LMP1-H 类别中唯一一款能够回收多余能量的赛车, 不仅包括制动时所产生的能量, 还有节气门全开时的热能。

利用转化后的动能及热能, 919 Hybrid 的这两个系统可以向水冷式锂离子蓄电池馈电 – 这是 Porsche 又一独特的设计亮点。 这种先进的储存媒介依托合作伙伴 A123 Systems 领先的电池单元技术, 兼具大容量及高功率密度两个特点。 在 Porsche LMP1 技术总监希金格 ( Alexander Hitzinger ) 看来, 它们在功率的快速输入和输出二者之间达到了最佳平衡。 加速时, 它们将能量直接输送至前桥发电机。 之后前桥发电机将作为一个独立的电动机, 通过差速器驱动两个前轮。 通过这种方式, Porsche 919 Hybrid 实现了短时四轮驱动, 因为内燃机的动力只输送给后桥。

所有 LMP1-H 赛车每圈回收并重新用于加速的电量是严格限定的。 根据该技术规则, 参赛车辆被分为了 2-8 兆焦 ( MJ ) 之间的四个级别。 Porsche 919 Hybrid 属于 6 兆焦级别, WEC 本赛季的任何其它车型目前都无法超越这一水平。 对于全长 13.629 km 的勒芒 24 小时耐力赛赛道而言, 这意味着: 919 Hybrid 每圈都将只消耗 1.67 千瓦时 ( kWh ) , 也就是 6 MJ 的能量 ( 1 MJ = 0.28 kWh ) 。 完成整整 360 圈的比赛, 则是 601.2 千瓦时。 这些电量可让一个 60 W 灯泡点亮超过 10,000 小时。 换言之: 目前最节能的紧凑型电动车 Volkswagen e-Golf 可以依靠 Porsche LMP1 混合动力赛车在一次勒芒耐力赛中回收的能量行驶 4,733 km, 大约相当于从纽约到洛杉矶的距离。

在内燃机的选择方面, Porsche 也与众不同。 作为践行减排设计理念的先驱, 919 Hybrid 所搭载的四缸发动机将相对较小的排量 ( 仅为 2.0 升 ) 与单涡轮增压、 四气门技术和汽油直喷系统结合在一起。 其 V 形结构使得该发动机在低重量、 小尺寸以及结构刚度、 高动力输出和热力学等方面实现了最佳平衡。 按照相关规则, 赛车耗油量与每圈进行加速所消耗的电能紧密相关。 在 6-MJ 级别车型中, Porsche 919 Hybrid 搭载的汽油发动机的输出功率超过 500 hp, 在勒芒耐力赛中的耗油量却仅为 4.79 升。 在维持其原有的高性能的基础上, 能耗较去年显著降低了 30%。




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