[ĐÁNH GIÁ XE] Porsche Taycan – Kỷ nguyên mới (Phần 1)

Porsche Taycan không chỉ là một dòng xe hấp dẫn của hãng xe Đức. Nó mở ra một chương sử mới trong lịch sử gần 90 năm của Porsche – kỷ nguyên điện hóa.

Taycan là một dòng xe của nhiều điều mà Porsche lần đầu tiên thực hiện. Mẫu xe chạy điện hoàn toàn này là một cột mốc lịch sử cho thấy khả năng thích nghi với xu hướng cực tốt của hãng xe Stuttgart. Nếu vẫn chỉ chăm chăm sản xuất 911 mà không đa dạng hóa dòng sản phẩm, nhiều khả năng thương hiệu Porsche đã lụi tàn vào giữa thập niên 90 của thế kỷ trước.

Đứng trước việc bảo thủ duy trì 1 tư duy làm xe, họ đã bổ sung thêm dòng Boxster/Cayman, sau đó là Cayenne, Panamera và Macan – toàn những dòng xe đắt khách đánh đúng tâm lý muốn sở hữu 1 chiếc Porsche không phải là 911 của khách hàng toàn cầu. Quân bài chiến lược tiếp theo là Taycan – mẫu xe chạy điện hoàn toàn đầu tiên của thương hiệu xe thể thao xứ Stuttgart. Vậy nếu bỏ qua những thứ thuộc phạm trù marketing và xét về mặt thuần cơ khí, chiếc xe này có gì đặc biệt?

Hãy cùng lướt qua những thông số chính của Porsche Taycan trước đã. Trước mắt, 2 phiên bản cao cấp nhất là Taycan Turbo và Taycan Turbo S sẽ lên kệ đầu tiên, các phiên bản thấp hơn sẽ dần được trình làng trong thời gian tới. Cả hai chiếc xe đều có thể đạt công suất tối đa 620 mã lực trong vòng 10 giây đồng hồ từ 2 mô tơ điện gắn ở 2 trục bánh xe.

Chưa dừng lại ở đó, cả hai mẫu Taycan Turbo và Taycan Turbo S đều có tính năng “overboost” trong vòng 2,5 giây, cho phép Taycan Turbo đạt công suất tối đa tức thì 670 mã lực, 850 Nm, trong khi Taycan Turbo S đạt 750 mã lực, 1.050 Nm! Với sức mạnh khủng khiếp này, Taycan Turbo có thể đạt vận tốc 96 km/h từ vị trí đứng yên chỉ trong 3.0 giây tròn, trong khi Taycan Turbo S chỉ cần 2,6 giây. Hai chiếc xe có thể hoàn thành 403 mét (1/4 dặm) chỉ trong 11,1 và 10,8 giây. Tuy nhiên, sức hấp dẫn của Porsche Taycan không dừng lại ở những con số này.

Điểm khác biệt của mẫu xe điện hoàn toàn mới nhà Porsche là hiệu năng kể trên không bị giảm sau 10 lần chạy thử liên tục. Trên thực tế, đã có nhà báo tăng tốc chiếc Taycan từ 0 lên 200 km/h 26 lần liền tục, và chiếc xe điện này rất ổn định, lần nào cũng chạm mốc 200 km/h trong vòng dưới 10 giây! Nếu như bạn thường xuyên tìm hiểu về xe hơi chạy điện thì sẽ thấy sự ổn định về mặt hiệu năng của Porsche Taycan là vô cùng ấn tượng.

Chưa hết, trong một bài thử nghiệm tại đường thử Nardo danh tiếng. Chiếc xe điện của Porsche đạt tốc độ trung bình 143 km/h trong vòng 24 giờ chạy liên tục, mặc dù chiếc xe phải tạm nghỉ để sạc nhiều lần để hoàn thành quãng đường 3.425 km trong vòng 24 giờ, với nhiệt độ trung bình lên tới 42 độ C.

Chưa dừng lại ở đó, Porsche tiếp tục ghi điểm trong mắt người hâm mộ khi hoàn thành 1 vòng “địa ngục xanh” Nurburgring trong 7 phút 42 giây, chính thức trở thành chiếc sedan 4 cửa chạy điện nhanh nhất tại đường đua danh tiếng này. Điều đó đã khiến Tesla “cuống cuồng” mang một chiếc Model S với 3 động cơ điện đến đây, cố gắng phá vỡ kỷ lục của Porsche Taycan. Có thể thấy rằng, Porsche đã làm mọi thứ để chứng minh rằng chiếc xe điện đầu tiên của họ không chỉ nhanh mà còn nhanh một cách bền vững! Vậy điều gì đã tạo ra hiệu năng ấn tượng cho Porsche Taycan?

Hệ dẫn động

Porsche Taycan sở hữu 2 mô tơ điện đồng bộ sử dụng nam châm vĩnh cửu (PMSM), khác với động cơ điện xoay chiều của Tesla. Về cơ bản, cả 2 loại động cơ điện đều có 3 thành phần chính: rotor, stator và máy biến tần Inverter. Sự khác biệt ở đây là Porsche gắn nam châm vĩnh cửu vào rotor để tạo ra từ trường cho rotor. Vùng từ trường này xoay đồng bộ với từ trường mà phần khung Stator, tạo ra động năng. Động cơ Tesla sử dụng các cuộn dây đồng thay vì nam châm vĩnh cửu – đây là thiết kế truyền thống hơn so với động cơ PMSM của Porsche Taycan. Vậy tại sao 2 nhà sản xuất này lại sử dụng 2 kiểu thiết kế động cơ điện khác nhau?

Theo Giáo sư Boyke Richter, Giám đốc Hệ động lực của Porsche, hãng xe Đức chọn động cơ PMSM vì nó nhỏ gọn hơn, tản nhiệt tốt hơn và có hiệu quả chuyển động điện năng – cơ năng tốt hơn ở dải tốc độ thấp và trung. Theo ông Richter, phần Rotor của động cơ điện xoay chiều truyền thống luôn đòi hỏi dòng điện để sản sinh từ trường nên nó luôn sinh nhiệt, lượng nhiệt này rất khó để loại bỏ. Điều đó hạn chế sự ổn định về mặt hiệu năng của động cơ. Nhìn vào biểu đồ này, ta sẽ thấy động cơ PASM nhỏ gọn hơn, hiệu năng tốt hơn, ổn định hơn về mặt nhiệt độ hoạt động với nhược điểm là chi phí sản xuất cao hơn.

Người đại diện Porsche cũng tiết lộ rằng động cơ của Taycan sử dụng các thanh đồng được uốn gập chữ L kiểu “kẹp tóc”, tương tự như động cơ của Chervolet Bolt. Kiểu thiết kế này khiến các kỹ sư có thể xếp các thanh đồng sát lại gần nhau hơn, tiết kiệm không gian hơn so với kiểu quấy dây thành cuộn như động cơ điện xoay chiều truyền thống. Ta có thuật ngữ “mật độ dây đồng” để mô tả khả năng “nhồi nhét” đồng vào một khoảng không gian nhất định. Động cơ PASM của Taycan có mật độ lên tới 70%, tốt hơn nhiều so với con số khoảng 45% của động cơ Tesla Model S.

“Tăng mật độ dây đồng tức là tăng hiệu năng động cơ”, Giáo sư Boyke Richter chia sẻ. “Thiết kế này còn tăng khả năng tản nhiệt cho các sợi dây đồng vì chúng được gắn trực tiếp vào thành Stator, khiến nhiệt lượng sản sinh bởi dây đồng do dòng điện dễ dàng được truyền ra ngoài động cơ hơn. Đó là một công đôi việc: hiệu năng cao hơn, làm mát tốt hơn”.

Như thường lệ, mô tơ điện phía sau chiếc Taycan luôn mạnh hơn phía trước, sản sinh công suất tối đa 450 mã lực và 550 Nm. Mô tơ này được đặt song song với trục bánh xe nhưng lùi về phía đuôi xe một chút. Một hộp số 2 cấp được gắn thẳng vào phần đuôi động cơ với tỷ số truyền của số một là 16:1, số hai là 8,05:1.

Động cơ, hộp số và máy biến tần Inverter được Porsche gọi chung là “mô-đun cầu sau”. Nhắc lại một chút: nhiệm vụ của máy biến tần là chuyển đổi dòng điện 1 chiều từ pin thành điện xoay chiều để động cơ sử dụng. Hợp kim nhôm được dùng cho phần lớn linh kiện tạo nên “mô-đun cầu sau”, khiến cân nặng của cả cụm chỉ dừng ở mức 170 kg, gần xấp xỉ trọng lượng của 1 chiếc động cơ đốt trong tiêu chuẩn.

Hộp số đi kèm mô tơ điện phía sau của Porsche Taycan là một tuyệt tác phức tạp. Đây là hộp số trên xe điện thương mại duy nhất ở thời điểm hiện tại có 2 cấp số. Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn về nó.

Hộp số này có thể chịu được lực mô-men xoắn tối đa 550 Nm theo tuyên bố của Porsche (khá thú vị khi lực mô-men xoắn tối đa mà động cơ sau của Taycan Turbo S tạo ra ở chế độ Launch là 610 Nm!). Hộp số, động cơ và máy biến tần, cũng như bộ vi sai hạn chế trượt được thiết kế để gọn nhẹ và phẳng nhất có thể để tránh lậm vào không gian khoang hành lý ở bên trên. Sở dĩ động cơ được đặt lùi 1 chút so với tâm bánh xe là để chừa chỗ cho bộ vi sai, mục đích là để trục đầu ra của vi sai nằm đúng trục bánh xe, hạn chế tối đa việc chuyển hướng dòng động năng gây hao tổn công suất.

“Chúng tôi chỉ sử dụng duy nhất một bộ chấp hành chuyển số cho mọi trạng thái của hộp số: cấp 1, cấp 2, số N (neutral), số lùi và số đỗ (P)”, Giáo sư Boyke Richter tiết lộ. “Bộ chấp hành chuyển số của Taycan sẽ điều khiển 2 cần đẩy, một chiếc được kết nối với khớp ly hợp dạng vấu (dog clutch), một chiếc kết nối với bộ lá côn ma sát gắn với một bộ bánh răng hành tinh. Khi ở cấp số 1, bộ lá côn mở, ly hợp vấu đóng – lúc này bộ bánh răng hành tinh tạo ra tỷ số truyền 16:1 cho hộp số. Khi chuyển sang số 2, bộ lá côn đóng, ly hợp vấu mở. Lúc này bộ bánh răng hành tinh bị vô hiệu hóa, tạo ra tỷ số truyền 8,05:1.”

Kết nối với trục đầu ra của hộp số là vi sai hạn chế trượt (LSD) tương tự như các mẫu Porsche chạy xăng. Chúng ta đã thấy Tesla và BMW thử nghiệm việc bố trí 2 mô tơ điện phục vụ riêng 2 bánh xe sau nhằm loại bỏ nhu cầu sử dụng vi sai hạn chế trượt. Với Porsche, có lẽ vì lý do tiết kiệm không gian và tiết kiệm cả chi phí, họ quyết định sử dụng một động cơ điện + hộp số 2 cấp + vi sai LSD.

Hộp số 1 cấp gắn với mô tơ phục vụ cầu trước cũng mang trong mình một giải pháp công nghệ đáng nhắc tới. Giống với giải pháp Jaguar áp dụng với mẫu I-Pace, động cơ cầu trước của Taycan cũng có thiết kế đồng trục. Tức là hộp số được gắn thẳng vào đuôi động cơ và trục láp ở bên tài xế thậm chí còn đâm xuyên qua Rotor động cơ để gắn với hộp số đặt lệch về bên hành khách. Thiết kế này khiến bánh xe – động cơ – hộp số tạo thành một đường thẳng, hạn chế tổn hao công suất động cơ.

Bản thân hộp số này có trọng lượng cực nhẹ, chỉ 16 kg. Nó được thiết kế để chịu được lực mô-men xoắn tối đa 450 Nm khi truyền đến bánh xe và 300 Nm khi tái hồi năng lượng phanh. Mức năng lượng tối đa mà chiếc Taycan thu lại được khi bạn đạp phanh là 265 kW với lực giảm tốc 0,39G.

Điều đặc biệt nhất của hộp số (cầu sau) của Taycan khi so với các mẫu xe điện khác là nó có thể chuyển số! Ở tốc độ khoảng 100 km/h, cấp số đầu tiên dần trở kém hiệu quả (với tỷ số truyền 16:1, Taycan đạt vận tốc tối đa 130 km/h với cấp số 1, động cơ điện lúc đó đạt tốc độ quay tối đa 16.000 vòng/phút). Chiếc xe sẽ lên số hoặc giữ cấp số tùy theo chế độ lái tài xế chọn. Quá trình sang số cũng nhanh và mượt mà như hộp số PDK của Porsche. “Chúng tôi không muốn khiến Taycan sang số nhanh hơn hộp số PDK vì tỷ số truyền giữa 2 cấp số có sự cách biệt lớn (16:1 so với 8:1), do đó hộp số cần một chút thời gian để các bộ phận đồng tốc với nhau nhằm sang số mượt mà, tránh tạo ra một cú sốc ảnh hưởng đến lực bám của lốp xe”.

(còn tiếp)

Vĩ Phạm(Clbxe.com)