Chi tiết nền tảng xe điện PPE của Porsche: "dạo đầu" với Macan thế hệ mới mạnh hơn 600 mã lực, cảm giác lái ưu việt

Porsche đang tăng tốc độ điện hoá dòng sản phẩm khi theo kế hoạch, đến năm 2025 hơn một nửa số xe mới được hãng bán ra dự kiến sẽ là ô tô điện hoặc plug-in hybrid. Đến năm 2030, mục tiêu của Porsche là hơn 80% số lượng ô tô mới được giao là các mẫu xe chạy hoàn toàn bằng điện. Nền tảng chassis Premium Platform Electric (PPE) chỉ là một trong những công cụ mà hãng đang triển khai để thực hiện tham vọng này.

Với PPE, Porsche và Audi đã cùng nhau phát triển một nền tảng dành riêng cho ô tô điện để tận dụng ưu điểm của hệ động lực này – chẳng hạn như nhỏ gọn và đem tới không gian rộng rãi. Đồng thời, kiến trúc này cho phép thay đổi linh hoạt chiều dài cơ sở, chiều rộng vệt bánh và khoảng sáng gầm. Vậy nên nó có thể được sử dụng để hiện thực hóa nhiều mẫu xe khác nhau ở các phân khúc khác nhau. PPE cũng đảm bảo các đặc tính lái nổi tiếng của Porsche.

Chiếc Porsche đầu tiên dựa trên PPE sẽ là Macan chạy hoàn toàn bằng điện với hệ thống điện 800V, mô-tơ thế hệ mới nhất, hệ thống quản lý sạc và pin hiện đại; các giá trị hiệu suất tốt nhất trong phân khúc cùng tầm hoạt động xa và sạc nhanh. Các phiên bản cao sẽ có "cầu sau hiệu năng cao" hay mô-tơ dẫn động trục này mạnh hơn để tạo thành hệ dẫn động 4 bánh hướng tới cầu sau. Tuy nhiên với khả năng phân bổ mô-men xoắn chính xác, nó có thể giúp xe đạt độ linh hoạt cao khi ở các khúc cua gắt.

PPE hỗ trợ nhiều loại mô hình với hệ dẫn động cầu sau và tất cả các bánh và các mức hiệu suất khác nhau. Đầu ra của hệ thống ban đầu sẽ lên tới khoảng 450kW hay hơn 600 mã lực, với mô-men xoắn cực đại hơn 1.000Nm. Cũng giống như Taycan, Porsche đang triển khai công nghệ 800V cho thế hệ Macan tiếp theo. Điều này đảm bảo hiệu suất cao nhất quán, giảm đáng kể thời gian sạc và giảm trọng lượng của cáp điện áp cao cũng như không gian cần thiết cho chúng.

Một đặc điểm chung nữa là các động cơ điện đồng bộ kích thích vĩnh viễn (PSM) với cuộn dây kẹp tóc được Porsche sử dụng. Trong thiết kế này, rôto của động cơ xoay chiều được gắn nam châm vĩnh cửu tạo ra từ trường vĩnh cửu trong động cơ. So với động cơ không đồng bộ (ASM), PSM cung cấp mật độ công suất và mô-men xoắn cao hơn, tiết kiệm điện hơn và công suất đầu ra tốt hơn.

Trong Macan thế hệ mới chỉ có PSM thế hệ mới nhất được sử dụng. Để tối đa hóa mật độ năng lượng, hệ thống làm mát áo nước đã được tối ưu hóa so với Taycan. Kiến trúc 800V của xe cũng sử dụng silicon carbide (SiC) thay cho silicon làm vật liệu bán dẫn trong bộ biến tần xung (PWR) ở cầu sau. Điều này làm giảm đáng kể tổn thất chuyển mạch trong PWR và cho phép tần số chuyển đổi cao hơn.

Macan thế hệ mới sẽ có pin Li-ion hiệu năng cao, sạc nhanh nằm dưới sàn với dung lượng khoảng 100kWh. Pin  bao gồm 12 module với các cell hình lăng trụ. Tỷ lệ pha trộn của niken, coban và mangan là 8:1:1 và pin đạt được mật độ năng lượng cao hơn. Nhờ công nghệ 800V, Macan được sạc với công suất sạc thậm chí còn cao hơn cả 270kW của Taycan. Tại một trạm sạc nhanh có công suất phù hợp, mức sạc pin có thể tăng từ 5% lên 80% trong vòng chưa đầy 25 phút.

Nếu trạm đang sử dụng công nghệ 400V, thì Macan điện sẽ 'sạc theo hàng', theo đó các công tắc (cổng) điện áp cao tương ứng sẽ tự động được bật trong pin trước khi quá trình sạc thực sự bắt đầu. Điều này giúp chia pin 800V thành hai pin có điện áp danh định là 400V, mỗi pin có thể được sạc song song trên một trạm sạc 400V mà không cần bộ tăng áp HV bổ sung. Nếu cần, trạng thái sạc của hai nửa pin trước tiên sẽ được căn chỉnh trước khi chúng được sạc cùng nhau. 

Cách các thành phần điện tử được đóng gói cũng rất sáng tạo: Porsche đã đăng ký bằng sáng chế cho Hộp điện tích hợp của mình với trọng lượng và số dây cáp cần thiết được giảm xuống, từ đó dẫn tới giảm chi phí. Hộp tiết kiệm không gian bằng cách kết hợp 3 thành phần – bộ sạc AC tích hợp, bộ gia nhiệt điện áp cao và bộ chuyển đổi DC/DC vào một gói.

Ngay cả trước khi những chiếc Macan điện chạy thử đầu tiên được chế tạo, toàn bộ hệ động lực điện bao gồm cả pin thực tế, đã được thử nghiệm toàn diện trên băng thử nghiệm hệ thống điện áp cao. Hệ thống này này nằm trong tòa nhà thử nghiệm lái xe trong Hệ thống Phát triển Weissach khai trương vào mùa hè năm 2019, trong đó các cấu hình và công nghệ sạc có thể được thử nghiệm cho các thị trường khác nhau.

Nói kỹ hơn một chút về "cầu sau hiệu năng cao", ở đây động cơ điện được đặt ở vị trí lùi về phía sau, dẫn đến sự cân bằng trọng lượng hơi tập trung về phía sau với tỷ lệ 48/52%. Kết hợp với sự phân bổ mô-men xoắn năng động của hệ dẫn động 4 bánh và hệ thống đánh lái trục sau, các mô-tơ điện mạnh mẽ đảm bảo sự linh hoạt khi tăng tốc thoát cua.

Macan thế hệ mới sẽ có treo dạng tay đòn kép được sửa đổi hoàn toàn với thanh ổn định tách rời ở phía trước. Động học và đàn hồi của nó cho phép cải thiện khả năng phản hồi, độ chính xác của tay lái và độ ổn định trên đường thẳng. Treo sau đa liên kết ở được kết nối với thân xe thông qua một khung phụ được gắn đàn hồi, trong khi mô-tơ điện phía sau được gắn trực tiếp vào cấu trúc tại 4 điểm. Nhờ đó Macan điện có độ ổn định ngang cao, đánh lái chính xác và giảm độ ồn, rung, xóc.

Các phiên bản hàng đầu sẽ có Porsche Torque Vectoring Plus - khóa vi sai điều khiển điện tử ở trục sau. Hệ thống điều khiển lực kéo Porsche Traction Management (PTM) cũng sẽ tận dụng tối đa ưu thế của hệ động lực điện để phân bổ sức mạnh từ 2 mô-tơ - mỗi chiếc ở 1 cầu nhằm cải thiện cảm giác lái hơn nữa.

Hệ thống đánh lái trục sau lần đầu tiên được trang bị cho Macan sẽ quay bánh sau theo chiều bánh trước ở tốc độ từ 80km/h trở lên. Hệ thống treo chủ động Porsche Active Suspension Management (PASM) và mâm tối đa 22 inch là mảnh ghép cuối cùng bảo đảm cảm giác lái đậm chất Porsche cho Macan thế hệ mới, cũng như mọi mẫu xe sử dụng nền tảng PPE của hãng trong tương lai.