[狂人新聞台] Taycan硬知識 - -12,000 Nm扭力 解密Porsche Taycan 動力核心
#小編:坐穩了!令人屏息震驚的加速力道將駕駛和乘客狠狠壓進座椅
永磁同步馬達(PSM)而不是非同步馬達(ASM)
可不是每一種馬達都適合電動車。保時捷使用的是永磁同步馬達(PSM),較成本較低的非同步馬達(ASM)擁有更高的連續輸出功率,也不容易因過熱而需要調降功率。保時捷永磁同步馬達(PSM)透過三相交流電壓的電力電子系統供電與控制;換言之,馬達轉速由交流電壓在零點附近從正極流向負極的頻率來決定。在 Taycan 的馬達中,脈衝變流器負責調節定子磁場旋轉頻率,從而管理轉子轉速。轉子採用釹鐵硼合金製成的高品質永久磁鐵,在製造過程中會經過高強度定向磁場進行永久磁化。永久磁鐵在煞車過程中也有助於高效動能回收。當車輛處於滑行狀態,馬達便進入發電模式,讓磁鐵將電壓和電流導入定子線圈。
Taycan 電動馬達的「髮夾型繞組」
Taycan 電動馬達的「髮夾型繞組」技術亦完整體現了保時捷DNA - 登峰造極的科技。在這項技術中,構成線圈的導線不是圓形,而是矩形。相較於自持續滾動卷軸上取得銅線的傳統繞線技術,髮夾技術則採用成型組裝法,將矩形銅線分成個別好幾段,並彎曲成形似髮夾的 U 形,分別插入安裝線圈的定子疊片中,令矩形截面的表面層層相疊,再以雷射焊接「髮夾」兩端形成線圈,提升線圈密度,進而提高定子的銅含量。
保時捷髮夾技術的優勢,在於可將銅含量從過去的50%提升至近70%,達成相同容積能夠輸出更高的動力輸出與扭力目標;另一個重要的優勢則是相鄰銅線可均勻接觸,進而改善導熱,強化髮夾定子的冷卻效果。Taycan的電動馬達可將超過 90% 的能量轉化為動力:但是,與內燃機引擎一樣,耗能會轉化為熱能,這也使得電動馬達有一層冷卻水套包覆,為其散熱。
脈衝變流器的控制系統 蘊含保時捷的科技心血結晶
為了精確控制永磁同步馬達,電力電子系統必須掌握轉子的準確角度位置,此時就得仰賴解析器了。解析器由一個磁場傳導金屬製成的轉子盤、一個勵磁線圈和兩個接收線圈組成;勵磁線圈產生磁場,透過編碼器傳輸到接收器繞組,並在接收線圈中產生電壓,電壓相位與轉子位置成比例移動。控制系統可依據這些資訊準確計算轉子的角度位置。此一名為脈衝變流器的控制系統蘊含保時捷的科技心血結晶,負責將 800 V直流電轉換為交流電,並輸送至兩具電動馬達中。保時捷是有史以來第一家採用 800V電壓的車廠,這項技術一開始是為了保時捷 919 Hybrid 混合動力賽車而研發,現在則運用在量產車中,採用較細的電纜降低重量和體積,進而縮短充電時間。
Taycan電動馬達每分鐘轉速高達 16,000 轉。前後軸的驅動單元亦分別搭載一具變速箱,以在轉速範圍內成就保時捷經典的動態表現、效能和極速的完美協作。Taycan 是史上首款後軸搭載二速變速箱的電動跑車,其中第一檔的齒比非常短,前輪動力由一組單速行星變速箱傳輸到車輪。
此一組合賦予Taycan Turbo S強大的動力。前軸電動馬達的 440 Nm扭力經由齒輪比轉換後,將約 3,000 Nm的扭力傳至車輪;後軸電動馬達的 610 Nm扭力在第一檔時倍增為 9,000 Nm,齒比較長的二檔則確保高速行駛間維持高效能和動力儲備。這是一項深富開創性的先進科技,關注最細微之處,使得保時捷在純電時代仍能延續百年來的創新傳統。
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圓截面積 在 PanSci 科學新聞網 Facebook 的精選貼文
【#科學腦洞時間】 說到中秋節,除了月圓人團圓、一家烤肉萬家香之外,就不能不提到流傳千古的民間傳說!
就讓我們來聊聊:如果吳剛能在月球上伐桂,到底會怎麼樣?
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🌕 且慢!吳剛伐桂是什麼?
吳剛伐桂的故事最早出現在唐朝人段成式所作的《酉陽雜俎·天咫》,大意是想修仙道卻沒耐心的吳剛,某天因為犯了錯,就被懲罰到月亮上罰跪(才不是,是伐桂!)。
既然是處罰,任務就不會簡單到哪。這棵神奇桂樹在受傷後的復原速度極快,吳剛無法直接砍斷它。
以這個故事為基礎,後來又演變出三千三百多個版本(咦),但不論是第 87 版還是第 365 版,故事想傳達的核心概念都是:吳剛缺乏恆心毅力。
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🌕 明明就是桂樹有超能力,憑什麼說吳剛沒毅力?
修但幾勒,神木都沒那麼神,一切太浮誇啦!最接近原文中「樹隨創生」一詞的,其實就是植物的「分生組織」。
分生組織具有體積小、核大、質濃、排列緊密的特徵,可以進行有絲分裂增生細胞,在細胞長到一定程度後,還能再進一步分化成特定細胞。
不過分生組織再怎麼強,只要吳剛施予樹的傷害程度大於細胞的再生速度,有朝一日還是能砍倒樹的。
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🌕 堅持不懈的砍樹,總有砍倒的一天?
根據《酉陽雜俎·天咫》一文提供的資訊,樹幹直徑約為 200 公尺,樹的截面積約等於 31,416 平方公尺。
正常斧頭的刃面大約是 20 公分,假設吳剛每次可砍入 2 公分深,那麼每次砍伐桂樹的截面積,約為 40 平方公分。
因此,314160000 / 40 = 7854000(次),就是吳剛砍桂樹的最基本次數。
如果砍一次花 10 秒,就得花上 78540000 秒,大約等於 909.03 天,不多啦!大概不吃不喝 2 年半而已!
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🌕 吳剛可是沒毅力出了名,難道沒有更快的作法?
有的,還有「環狀剝皮」這一招!
只要把桂樹的韌皮部處理乾淨,植物就無法輸送養分到根部;而根一但死亡,就沒辦法運輸水分,整棵桂樹也會漸漸死亡。
看來學好生物就能偷吃步伐桂,還能讓你快樂似神仙呢。
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預祝大家中秋節快樂!
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參考資料:泛科粉專 2016 科科中秋貼文、科學Online《分生組織,meristem》、均一教育平台《植物的分生組織》
延伸閱讀:
中秋抬頭賞月,你能找到幾種動物?談月面光影的「空想性錯視」
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千里共嬋娟,蘇東坡有沒有太浮誇?《水調歌頭》背後的天文運算
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如果月亮消失了,對地球會有什麼影響?
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圓截面積 在 河西羊的健聲房 Facebook 的最佳貼文
合唱團員與聲樂家的發聲差異
曾有一個影片,男高音 Rolando Villazon曾亂入過合唱團的練習中,到後來火力全開時,把合唱團員老奶奶們既驚嚇又驚喜了一番。
影片連結(開始於1分49秒):http://joseyang.piee.pw/vx94m
很明顯的Villazon的聲音與合唱團員不一樣,那不一樣在哪呢?
在於聲音的立體性,包含了穿透的高頻與飽滿的中低頻!
在一本”聲音的科學“中,闡示了好聽的聲音其中的泛音特徵,起伏綿延的共振峰,在書上說帕華洛帝(Luciano Pavarotti)的綿延共振峰高達七座,使他的聲音立體感十足,兼具圓潤亮響各種聲音特徵。
那合唱團員的聲音少了什麼呢?
答案是少了穿透的高頻泛音所組成的共振峰。
合唱之所以能合的起來,關鍵在低頻具有聲音的融合性,較多的低頻會聽起來融洽,大家可以想像一下迴聲,迴聲是聲波遇阻隔物而回彈後,原本的聲音高頻衰減大於低頻所產生的聲音現象,聽起來較糊沒那麼突顯。這就是個低頻較多所形成的聽覺現象。
所以合唱團員在唱歌時,必須多加一點低頻,而往往會有含滷蛋的口腔姿態,當然聲樂家也會做這動作來增加低頻,但差異是聲樂家的咽部能擴張出更大的截面積,如此在高頻的產出能力上就高人一等了。
那怎麼練出高頻呢?
鴨嗓音,那並不好聽的鴨嗓音就是能練出咽部截面積放大,高頻更多生成產出的練習方法。
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