مهندسي بي‌نهايت؛ پورشه تايكان ۲۰۲۰

حدود ۹ سال پس از معرفي تسلا مدل S، پورشه نيز موفق به ساخت يك خودروي اسپرت ۴در با پيشرانه‌ي تمام‌برقي شده است. هرچند كه روي كاغذ، هنوز هم مي‌توان برتري‌هاي متعددي براي مدل S در برابر تايكان برشمرد؛ اما نوآوري‌هاي موجود در اولين محصول الكتريكي پورشه، تحسين‌برانگيز و نادر هستند.

از انديشه متخصصينات مهندسي، ساخت يك خودروي الكتريكي هماهنگ با استانداردهاي جهاني و سليقه‌ي بازار عمومي، چالشي بسيار بزرگ و پرهزينه است. از يك سو، هنوز غول‌هاي خودروسازي دنيا به تجربه‌ي كافي در طراحي و توليد مدل‌هاي برقي نرسيده‌اند و از سويي ديگر، نياز به قطعات جديد با فناوري‌هاي تازه براي برندهايي كه سال‌ها محصولات احتراقي بنزيني و ديزل مي‌ساخته‌اند؛ ميلياردها دلار هزينه دارد. بايد توجه داشت، حتي برترين خودروسازان جهان هم امروزه براي ساخت يك خودروي مدرن بنزيني با پلتفرم و قطعات جديد، به چند سال زمان و ميلياردها دلار بودجه نياز دارند. با اين اوصاف، مي‌توان رونمايي از تايكان را اتفاقي مهم در تاريخ خودروسازي دنيا دانست.

سدان الكتريكي و اسپرت پورشه در نسخه‌ي توربو S، خودرويي با سيستم ۴ چرخ محرك است كه ۷۵۰ اسب‌بخار قدرت دارد و ۲.۶ ثانيه بعد از شروع حركت به سرعت ۱۰۰ كيلومتربرساعت مي‌رسد. تايكان از باتري‌هايي با ظرفيت ۹۳.۴ كيلووات ساعت استفاده مي‌كند كه پس از شارژ كامل، انرژي كافي براي رانندگي تا مسافت ۴۵۰ كيلومتر فراهم مي‌كنند. ولتاژ كار سيستم‌ برق تايكان، حدود ۸۰۰ ولت است كه در مقايسه با برق شهري (۲۲۰ ولت تك‌فاز و ۳۸۰ ولت سه‌فاز) فراتر از انتظار خواهد بود. خودروهاي تسلا، از ولتاژ ۳۵۰ تا ۴۰۰ ولت استفاده مي‌كنند و محصولات پلاگين هيبريد مرسدس بنز يا بي‌ام‌و هم، ولتاژ كار ۴۸ تا ۱۰۰ ولت دارند.

باتري‌هاي تايكان در صورت اتصال به شارژرهاي قدرتمند مخصوص خودروهاي برقي، مثل نمونه‌هاي ساخت شركت‌هاي يونيتي يا الكتريفاي امريكا (Electrify America) در زمان ۲۰ دقيقه تا ۸۰ درصد ظرفيت، شارژ مي‌شوند. همچنين مي‌توان با ۵ دقيقه اتصال به شارژر، انرژي لازم براي رانندگي تا مسافت ۱۰۰ كيلومتر فراهم كرد.

ديگر نكته‌ي مهم در تايكان، استقامت بالا هنگام رانندگي با نهايت قدرت است كه براي يك محصول برقي اهميت دارد. مهندسان پورشه و خبرنگاراني كه در آزمايش تايكان حضور داشته‌اند ادعا مي‌كنند؛ اين خودرو ۱۰ بار عمل سرعت‌گيري صفر تا ۲۰۰ كيلومتربرساعت را به‌صورت متوالي و بدون تفاوت در عملكرد، انجام داده است. همچنين، تست‌هاي ۲۴ ساعته از تايكان تحت فشار بالا در پيست ناردو ايتاليا گرفته شده و اين سدان برقي، مسافت ۳۴۰۰ كيلومتر را با ميانگين سرعت ۱۴۰ كيلومتربرساعت طي كرده است. تا لحظه‌ي نگارش اين مطلب، پورشه تايكان با زمان ۷ دقيقه و ۴۲ ثانيه ركورددار سدان‌هاي برقي در تاريخ نوربرگ‌رينگ محسوب مي‌شود؛ درحالي‌كه جگوار XE SV پروژه ۸ با زمان ۷ دقيقه و ۱۸ ثانيه همچنان سريع‌ترين مدل ۴در ثبت شده در نوربرگ‌رينگ و پورشه 911GT2 RS با ركورد ۶ دقيقه و ۴۳ ثانيه (حدود يك دقيقه اختلاف با تايكان) سريع‌ترين خودروي جاده‌اي دنيا در جهنم سبز هستند.

علاوه بر اصالت برند پورشه كه به‌تنهايي براي علاقه‌مندان خودرو، بسيار ارزشمند و تأثيرگذار است؛ سبك بدنه و زبان طراحي محصولات اين شركت آلماني هم مي‌تواند برگ برنده‌ي تايكان در بازار جهاني باشد. سدان تمام‌برقي پورشه، كاملا تحت تأثير 911 به انديشه متخصصين مي‌رسد و البته، نسبت به بدنه‌ي پهن‌پيكر و لوكس پانامرا، جذابيت اسپرت بيشتري دارد.

با استفاده از تصوير بالا، به خوبي مي‌توان تفاوت و شباهت بين تايكان، پانامرا و 911 را تحليل كرد. حات بدنه و ارتفاع كاپوت جلو در تايكان، مشابه 911 و البته پايين‌تر از پانامرا است. محل نشستن راننده در ۳ محصول پورشه، تقريبا يكسان به انديشه متخصصين مي‌رسد و البته به دليل ارتفاع سقف بيشتر در تايكان، فضاي بيشتري در اختيار سرنشينان جلو خواهد بود. فاصله محورها و طرح سقف در تايكان و پانامرا، شباهت بسياري زياد دارند كه در نتيجه‌ي آن، مسافران رديف دوم اين خودروها نيز، شرايط مشابهي خواهند داشت.

فراتر از ويژگي‌هاي مربوط به زيبايي و جذب مخاطب، تايكان يك سدان برقي است كه موتورهاي الكتريكي و باتري‌هاي سنگين‌وزن دارد. طراحان اين نوع از خودروها با چالش‌هاي متعددي رو‌به‌رو هستند كه تفاوت‌هاي بسياري نسبت به نمونه‌هاي احتراقي ايجاد مي‌كند. علاوه‌بر رعايت استانداردهاي طراحي و مباحث آيروديناميك، تايكان و ديگر خودروهاي اسپرت برقي بايد تعادل و تقسيم وزن عالي داشته باشند تا فرمان‌پذيري آن‌ها به واسطه‌ي وزن باتري‌ها يا گشتاور بالاي حاصل از موتورهاي الكتريكي، مختل نشود.

در كمال تعجب، تايكان بهترين محصول جاده‌اي در تاريخ خودروسازي پورشه از انديشه متخصصين آيروديناميك است. اين خودرو با ضريب درگ (شاخص مقاومت بدنه در برابر جريان هوا) ۰.۲۲ توليد مي‌شود كه برتر از 911 توربو S با ضريب درگ ۰.۲۵ خواهد بود. اين شاخص براي نسخه‌هاي مختلف تسلا مدل S با ۰.۲۳ و ۰.۲۴، چندان متفاوت نيست.

بدنه‌ي تايكان علاوه‌بر عملكرد عالي در برابر فشار هوا، نقش مهمي در خنك‌كاري تجهيزات مختلف خودرو دارد. در سپر جلو دريچه‌هايي به‌كار رفته‌اند كه رادياتورهاي بزرگ پشت خود را خنك مي‌كنند. همچنين، هوا به سمت لنت‌ها و كاسه چرخ‌ها هدايت مي‌شود تا حرارت اين بخش از تايكان نيز كنترل شود. حتي خط عمودي بدنه در زير چراغ‌هاي اصلي هم، داراي شيارهايي براي هدايت هوا به داخل بدنه است تا اعوجاج و جريان‌هاي گردابي پيرامون چرخ‌ها را كاهش دهد و البته به خنك‌كاري اين قسمت كمك كند. تايكان، مجهز به ترمزهاي ۱۰ پيستون با كاليپرهاي ۱۶.۵ اينچ روي چرخ‌هاي جلو است كه همراه تايرهايي به پهناي ۲۴۵ تا ۲۶۵ ميلي‌متر ارايه مي‌شوند.

باتوجه به فقدان اگزوز و سيستم‌هاي مربوط به آن در خودروهاي برقي، سطح زير تايكان تماما با سيني پوشانده شده است و حتي تجهيزات تعليق و فنربندي هم، كاملا مخفي هستند. اين شرايط همراه‌با ديفيوزر بزرگ نصب شده زير سپر عقب، تأثيري مثبت بر بهبود هدايت هواي زير خودرو دارد.

سبك بدنه‌ي تايكان در عقب كه الهام‌گرفته از محصولات اصيل پورشه است، شرايط بسيار خوبي براي انتقال هوا از سقف به پشت خودرو فراهم مي‌كند. در اين قسمت، بال (اسپويلر) به زيبايي مخفي شده است كه مي‌تواند با فرمان راننده يا هنگام فعال‌سازي حالت‌هاي رانندگي، بيرون بيايد. بال عقب تايكان، علاوه‌بر اينكه مي‌تواند كاملا خوابيده و پنهان باشد، ۲ حالت نيمه افراشته و كاملا ايستاده نيز خواهد داشت. وقتي راننده اقدام به شتاب‌گيري ناگهاني يا فعال‌سازي مود پرقدرت (Performance Mode) كند؛ بال عقب تماما بالا خواهد آمد و سيستم تعليق نيز ارتقا خودرو را كاهش خواهد داد.

امروزه آيروديناميك و طراحي بدنه، با توجه به ممباحثه كنترل دما و خنك‌كاري تجهيزات مختلف خودرو اين موضوع، براي تايكان با ضريب درگ ۰.۲۲، ضمن حفظ عملكرد متخصص در شرايط رانندگي پيست، نشانه‌اي از مهندسي پيش‌رفته‌ي پورشه در ساخت خودروهاي برقي است. علاوه‌بر اين، باتوجه به اشكالات مربوط به سيستم‌هاي برقي در دماهاي پايين (مثل زمستان) شركت سازنده مجبور به طراحي سيستم‌هاي گرمايشي اختصاصي براي تايكان بوده است.

مهم‌ترين اجزا در خنك‌كاري تايكان، رادياتورها و كندانسورها هستند كه جلوتر از ديگر تجهيزات، نزديك به سپر نصب مي‌شوند. باتري‌هاي تايكان، در كف و زير اتاق نصب شده‌اند، به همين دليل سيستم سرمايش و گرامايش مخصوصي احتياج دارند تا مستقل از محيط و خصوصا فضاي كابين سرنشينان، در دماي مناسب كار كنند.

رادياتورهاي جلو در طرفين سپر، مستقل از يكديگر كار مي‌كنند. رادياتور سمت چپ (سمت راننده) مختص سيستم‌هاي متخصص و رادياتور سمت راست، متمركز بر نيازهاي سرنشينان و كنترل دماي باتري‌ها خواهد بود. سيستم خنك‌كاري پيشرانه و ديگر تجهيزات مرتبط باعملكرد خودرو، ۳ پمپ ۶ دريچه (ولو)، ۲ فن و ۱۰ حسگر حرارتي دارند كه با برق DC ولتاژ پايين كار مي‌كنند. استفاده از ولتاژ ۸۰۰ ولت در خروجي باتري‌هاي تايكان، منجر به كاهش جريان و حرارت ناشي از آن مي‌شود؛ به همين دليل در قسمت‌هاي مختلف تجهيزات كاهش ولتاژ و كانورتر وجود دارند.

بنابر ادعاي پورشه، شاسي تايكان سخت‌ترين نمونه در ميان تمامي محصولات شركت سازنده تا امروز است. اين شاسي برخلاف بسياري ديگر خودروهاي برقي دنيا، جايگاه ويژه‌ براي باتري‌ها در داخل خود ندارد. به بيان بهتر، مجموعه‌ي باتري‌ها همراه محفظه‌ي مخصوص، به زير شاسي وصل مي‌شوند و ۲۸ پيچ، اتصال اين قسمت را ممكن مي‌كند.

مديران پورشه همچنين ادعا مي‌كنند كه تايكان داراي بهترين تقسيم وزن و مركز ثقل در ميان توليدات تاريخ اين شركت خودروسازي است كه البته با توجه به وزن ۶۳۰ كيلوگرمي باتري‌ها و كانورترها كه زير كابين وجود دارند، عجيب نيست. حتي پوششي كه باتري‌ها را در خود جاي مي‌دهد، به‌تنهايي ۱۴۹ كيلوگرم وزن دارد. اين بخش از نماي جانبي هم با آلومينيوم به قطر ۱.۵ سانتي‌متر تقويت شده است تا هنگام تصادفات از صدمه با باتري‌ها جلوگيري كند. استفان كونيگ، مدير طراحي بدنه‌ي تايكان معتقد است كه اين خودرو، بدون باتري‌ها و محفظه‌ي آن، از انديشه متخصصين ايمني در تصادفات ضعيف خواهد بود.

مشابه پورشه كاين، تايكان هم از شاسي با قسمت‌هاي مختلف استفاده مي‌كند كه مواد متفاوتي دارند و با جوشكاري، پيچ‌ يا پرچ به يكديگر وصل مي‌شوند. آلياژهاي فولاد، مهم‌ترين ماده‌ي تشكيل‌دهنده‌ي شاسي در تايكان هستند؛ درحالي‌كه آلومينيوم، بيشترين سهم را در قطعات بدنه دارد. شاسي تايكان از انديشه متخصصين ظاهري، مشابه پانامرا است؛ اما فولاد بيشتري دارد. استفان كونيگ دليل اين امر را فقدان پيشرانه‌ي بنزيني در تايكان و عدم نياز به آلياژ‌هاي گران‌ارزش آلومينيوم براي كاهش ورود صدا به كابين عنوان مي‌كند.

سيستم تعليق تايكان، از انديشه متخصصين طراحي و قطعات، شباهت بسيار زيادي به پانامرا دارد. بسياري از تجهيزات مربوط به فنربندي تايكان با پانامرا مشترك يكسان خواهد بود كه اين موضوع، منجر به صرفه‌جويي در پيش‌توليد سدان برقي پورشه شده است. البته تنظيم سيستم تعليق تايكان و بعضي قطعات آن مستقل از ديگر محصولات شركت سازنده خواهد بود. به‌عنوان مثال، نزديك چرخ‌ها و زير فنربندي مربوط به محور جلو، مجراي ۴گوش براي هدايت هوا به سمت ترمزها وجود دارد تا خنك‌كاري اين قسمت بهبود يابد.

تايكان توربو از ۲ موتور برقي PMSM استفاده مي‌كند. اين موتورها، از نوع سنكرون با روتور آهن‌رباي دائم (Permanent magnet synchronous) هستند. برخلاف تسلا مدل S كه از موتور AC با روتور سيم‌پيچي‌شده استفاده مي‌كند، نمونه‌ي موجود در تايكان براي خودروهاي برقي، كمتر ديده شده است. در يك موتور PMSM، آهن‌رباي دائم روي روتور جاسازي مي‌شود كه در نهايت، به شفت خروجي موتور متصل خواهد بود. با اين شرايط، همواره ميدان مغناظيسي ثابت فراهم مي‌شود. چرخش اين قسمت، هماهنگ (سينك) با تغييرات و گردش ميدان مغناطيسي استاتور (بخش ثابت موتور) خواهد بود؛ چراكه ميدان مربوط به استاتور از طريق جريان AC تأمين مي‌شود. در خروجي باتري، يك اينورتر (مبدل: inverter) وجود دارد كه خروجي DC (جريان مستقيم) باتري را براي استفاده در استاتور به AC (جريان متناوب سينوسي) تبديل مي‌كند. در بسياري موتورهاي موجود در خودروهاي برقي دنيا مشابه تسلا مدل S، سيم پيچ روتور با استفاده از جريان متناوب AC، خاصيت مغناطيسي بپدا مي‌كند.

پورشه معتقد است با موتورهايي كه روتور آهن‌رباي دائم دارند،كاهش مصرف انرژي و اندازه‌ي پيشرانه‌ حاصل مي‌شود ضمن اينكه خنك‌كاري سيستم هم بهتر انجام خواهد شد. البته نبايد فراموش كرد كه چنين موتورهايي به دليل آلياژهاي گران‌ارزش و فناوري ساخت بالا، پرهزينه هستند.

اگر ارزش را فراموش كنيم و صرفا شرايط متخصص را در انديشه متخصصين بگيريم، پيشرانه‌ي برقي تايكان برتري قابل ملاحظه‌اي نسبت به موتورهاي تسلا دارد. در طرح پورشه، به دليل فقدان سيم‌پيچ در روتور، نه‌تنها انرژي صرف ايجاد ميدان براي اين قسمت نمي‌شود؛ بلكه اشكال حرارت اضافي و سيستم خنك‌كاري مخصوص هم حل خواهد شد.

ديگر نكته‌ي مهم در موتور برقي پورشه، استفاده از طرح سيم‌پيچي ۴گوش سنجاقي (rectangular hairpin) براي استاتور است كه مشابه آن قبلا در شورولت بولت وجود داشت. با اين ترفند، سيم مسي بيشتري مصرف مي‌شود و البته فاصله‌ي هوايي بين اجزاء سيم‌پيچ كاهش مي‌يابد. شاخص نشان‌دهنده‌ي مس مصرف‌شده در سيم‌پيچ موتورهاي برقي، ضريب پوشش مس (copper fill factor) نام دارد كه براي استاتور تايكان به عدد ۷۰ مي‌رسد. اين شاخص براي موتورهاي معمولي، حدود ۴۵ است و به‌خوبي نشان مي‌دهد كه نوع سيم‌پيچ و آرايش سيم‌ها نقش پررنگي در افزايش قدرت پيشرانه‌ي پورشه دارد.

دكتر بويك ريچر (Boyke Richter) مدير تيم طراحي موتور برقي تايكان معتقد است، با طرح سيم پيچ ۴گوش سنجاقي، علاوه‌بر افزايش قدرت پيشرانه، به دليل افزايش ارتباط مستقيم بين مس و سطح استاتور، اتلاف حرارتي و نياز به خنك‌كاري هم كم‌ مي‌شود.

تايكان از ۲ موتور برقي روي محورهاي جلو و عقب استفاده مي‌كند. اين موضوع، اهميت جعبه‌دنده و پيچيدگي فناوري مربوط به آن‌را افزايش مي‌دهد. تايكان از جعبه‌دنده‌ي ۲ سرعته ساخت پورشه با نسبت ۱۶ به يك در دنده‌ي يك و ۸ به يك براي دنده‌ي ۲ بهره مي‌برد.

ماژول عقب تايكان، متشكل از پيشرانه‌ي برقي، اينورتر DC به AC مورد نياز استاتور موتور و جعبه‌دنده است. اين مجموعه، كه با پوششي از آلياژ آلومينيوم با فرمول محرمانه‌ي پورشه ارائه مي‌شود؛ ۱۷۰ كيلوگرم وزن دارد. جعبه‌دنده همراه‌با كلاچ برقي و ديفرانسيل لغزش محدود

هرچند كه پورشه، جعبه‌دنده‌ي ۲ سرعته‌ي تايكان را يكي از توليدات خود معرفي كرده است؛ شباهت‌هاي بسياري بين اين محصول و جعبه‌دنده‌ي ۲ سرعته‌ي ساخت ZF ديده مي‌شود. تقريبا تمامي خودروهاي برقي، حتي محصولات تسلا داراي جعبه‌دنده‌ي تك سرعته هستند كه البته كارآمد و ارزان‌ارزش است؛ اما ابرخودروي ريمك و بعضي مدل‌هاي مسابقه‌اي در فرمول E از سيستم چند سرعته استفاده مي‌كنند. در طرح ZF، تغيير دنده (يك به ۲) بعد از افزايش سرعت به ۷۰ كيلومتربرساعت انجام مي‌شود و تايكان، اين حالت را بعد از رسيدن به سرعت ۷۵ كيلومتربرساعت دارد.

جعبه‌دنده‌ي ۲ سرعته‌ي تايكان روي محور عقب، ۷۰ كيلوگرم وزن دارد؛ درحالي‌كه جعبه‌دنده‌ي نصب شده روي محور جلو، تك سرعته با وزن ۱۶ كيلوگرم است. با اين اوصاف، اهميت جعبه‌دنده‌ي متصل به موتور عقب در سدان برقي پورشه مشخص مي‌شود. هنگامي كه راننده به آرامي شروع به حركت كند يا سرعت ثابت داشته باشد، تايكان روي دنده‌ي ۲ خواهد بود و زماني‌كه شتاب‌گيري با قدرت بالا انجام شود؛ دنده‌ي يك درگير خواهد شد. به بيان بهتر، تايكان در شرايط عادي (حالت رانندگي Normal) هوشمندانه تصميم مي‌گيرد كه با توجه به نوع عملكرد راننده يا حالت رانندگي انتخاب‌شده توسط او، خودرو با دنده‌ي يك يا ۲ كار كند. روي محور جلو، جعبه‌دنده‌ي تك دنده وجود دارد كه طبيعتا، فاقد كلاچ است و ارتباط دائمي موتور با چرخ‌هاي را ممكن مي‌كند.

پيش‌تر اشاره شد كه حالت رانندگي، تأثير زيادي بر انتخاب دنده‌ها توسط جعبه‌دنده‌ي خودكار تايكان دارد. در حالت‌هاي اقتصادي (Range)، عادي (Normal) و اسپرت، عملكرد جعبه‌دنده متفاوت است. در نوع اول (اقتصادي) با هدف كم‌ترين مصرف انرژي، تايكان پيوسته روي دنده ۲ خواهد بود و صرفا براي حركت به عقب، روي دنده يك قرار مي‌گيرد. در حالت رانندگي عادي، بيشتر اواقات از دنده ۲ استفاده مي‌شود و فقط هنگام شتاب‌گيري در سرعت‌هاي كمتر از ۷۵ كيلومتربرساعت، دنده يك عمل خواهد كرد. اگر راننده‌ي تايكان حالت اسپرت را انتخاب كند؛ همواره دنده‌ي يك براي شروع حركت از سرعت صفر انتخاب مي‌شود و بعد از ثبت سرعت ۷۵ كيلومتربرساعت، سراغ دنده‌ي ۲ مي‌رود. به بيان بهتر، مهم‌ترين تفاوت عملكرد جعبه‌دنده‌ي تايكان در حالت‌هاي نرمال يا اسپرت، مربوط به شروع حركت است.

علاوه‌بر عملكرد بسيار خوب جعبه‌دنده‌ي ۲ سرعته، حجم مناسب آن در تركيب ‌با پيشرانه‌ي محور عقب، فضاي كافي براي صندوق بار فراهم مي‌كند. هنگام تصادف از پشت، مجموعه‌ي تجهيزات نصب شده در عقب به سمت بالا حركت خواهند كرد تا كم‌ترين صدمه به سرنشينان و باتري‌‌ها وارد شود.

دكتر بويك ريچر، مدير پروژه‌ي طراحي پيشرانه و جعبه‌دنده‌ي تايكان مي‌گويد:

تنها يك عملگر (Actuator) در جعبه‌دنده‌ي ۲ سرعته‌ي تايكان وجود دارد كه در همه‌ي حالت‌هاي دنده‌ي يك، دنده‌ي ۲، خلاص (N)، دنده عقب و پارك، استفاده مي‌شود.در بخش بالايي جعبه‌دنده، عملگر به ۲ اهرم (Lever) متصل است كه مرتبط به داگ‌كلاچ (كلاچ بين ۲ شفت متحرك) و مولتي‌پليت‌كلاچ (كلاچ بين چندين شفت متحرك) هستند. داخل مولتيپليت كلاچ، يك چرخ‌دنده‌ي سياره‌اي (خورشيدي: planetary gearset) وجود دارد كه بهترين ضريب عملكرد را براي دنده‌ي يك، فراهم مي‌كند.وقتي تايكان در دنده‌ي يك باشد، مولتيپليت‌كلاچ باز (فعال) و داگ‌كلاچ بسته است تا چرخ‌دنده‌ي سياره‌اي نسبت دنده‌ي ۱۶ تا يك را تنظيم كند. هنگام رانندگي با دنده‌ي ۲، مولتيپليت‌كلاچ بسته و داگ‌كلاچ باز خواهد بود تا چرخ‌دنده‌ي سياره‌اي از چرخه خارج شود. با اين ترفند، تلفات چرخ‌دنده‌ها حذف و بازدهي بهتر مي‌شود.

روي شفت خروجي، ديفرانسيل و محدودكننده‌ي الكترونيكي لغزش ديفرانسيل وجود دارند كه در بسياري خودروهاي امروزي، علاوه بر محصولات پورشه ديده مي‌شوند. بعضي برندها مثل بي‌ام‌و، علاقه‌مند به نصب موتورهاي جداگانه روي هر چرخ محور عقب هستند تا با حذف ديفرانسيل، بهترين حالت تقسيم گشتاور بين چرخ‌ها فراهم شود. اين سيستم، به دليل افزايش حجم تجهيزات و هزينه‌ي ساخت، در تايكان استفاده نشده است.

پورشه ادعا مي‌كند، هنگام رانندگي با تايكان در سرعت ثابت و حالت عادي (Normal Mode)، معمولا موتور عقب خاموش و جعبه‌دنده‌ي ۲ سرعته، بلااستفاده خواهد بود تا وظيفه‌ي توليد و انتقال قدرت به تجهيزات روي محور جلو محول شود. جعبه‌دنده‌ي تك‌سرعته روي محور جلو، فناوري مشابه با جگوار آي‌پيس دارد و فاقد كلاچ است. اين سيستم از طرح هم‌محور (كواكسيال) استفاده مي‌كند تا جعبه‌دنده، مستقيما به انتهاي موتور (وسط محور جلو بين چرخ‌ها) متصل شود. درواقع، يكي از شفت‌هاي اكسل جلو (CV axle)، از ميان روتور (بخش متحرك موتور برقي) مي‌گذرد تا به جعبه‌دنده برسد. در تصوير بالا، خروجي شفت به سمت چرخ‌هاي جلو (از ديد راست) ديده مي‌شود.

به زبان ساده، اينورتر در مهندسي برق وسيله‌اي است كه جريان مستقيم DC را به متناوب AC تبديل مي‌كند. با توجه به اينكه ولتاژ خروجي باتري‌هاي تايكان، ۸۰۰ ولت DC است، موتورهاي AC در محور جلو و عقب، نيازمند اينورترهاي قدرتمند براي دريافت انرژي الكتريكي با جريان AC هستند.

تايكان توربو و توربو S، داراي اينورترهاي متفاوتي روي محور جلو هستند كه به ترتيب، ۳۰۰ آمپر و ۶۰۰ آمپر پيك لحظه‌اي دارند. اينورترها در حالت عادي براي طولاني‌مدت، ۱۹۰ و ۳۸۰ آمپر جريان خروجي تأمين مي‌كنند. اين فناوري در اينورترها، دليل تفاوت در قدرت خروجي مدل‌هاي مختلف پورشه تايكان (هنگام رانندگي با سرعت ثابت يا شتاب بالا) است. مثلا موتور نصب شده روي محور جلوي تايكان توربو S، در حالت عادي ۴۰۰ نيوتن‌متر گشتاور دارد؛ اما به محض دريافت جريان ۶۰۰ آمپر از اينورتر، ۴۴۰ نيوتن‌متر گشتاور خواهد داشت.

زير كابين، ۳۳ بسته‌ باتري وجود دارد كه هركدام، ۱۲ سلول ذخيره‌ي انرژي دارند. ظرفيت ذخيره‌ي انرژي در تايكان، ۹۳.۴ كيلووات ساعت و اندكي كمتر از تسلا مدل S با ۱۰۰ كيلووات ساعت است. آنچه اهميت فناوري پورشه و ال‌جي در سيستم برق و باتري تايكان را نشان مي‌دهد؛ ولتاژ خروجي ۸۰۰ ولت است كه در خودروهاي الكتريكي دنيا سابقه ندارد. ولتاژ كار تايكان در شرايط مختلف، ۶۱۰ تا ۸۳۵ ولت خواهد بود كه البته در بسياري موارد، روي ۷۲۳ ولت ثابت مي‌شود. براي رسيدن به اين فناوري، پورشه هزينه‌ي زيادي صرف ساخت تجهيزات الكترونيك، باتري‌ها و ادوات مرتبط با شارژ كرده است.

ترفند جاسازي باتري‌ها زير كابين، البته موضوع جديدي نيست و سابقه‌اي طولاني دارد؛ اما پورشه با نصب تجهيزات كنترلي مربوط به باتري‌ها در تونل وسط كابين (كه در خودروهاي قديمي براي اتصال ديفرانسيل به محور عقب متخصصد داشت) بهترين استفاده را از فضاي موجود داشته است. همچنين، قسمتي از مجموعه‌ي باتري‌ها به زير صندلي‌هاي عقب منتقل شده‌اند تا كف اتاق براي زير پاي سرنشينان، پايين برود و راحتي مسافران را افزايش دهد.

در پاسخ به اين سؤال كه، چرا پورشه از ولتاژ بالا در سيستم برق تايكان استفاده كرده است؛ يك جواب ساده وجود دارد. هنگامي كه مقدار مشخصي از انرژي الكتريكي (مثل باتري) در اختيار داشته باشيم با افزايش ولتاژ، جريان كاهش مي‌يابد و البته، تلفات حرارتي كم‌تري خواهيم داشت. ديگر نكته‌ي مهم در تايكان، كاهش حجم باتري‌ها ۹۳.۴ كيلووات ساعت به واسطه‌ي ولتاژ خروجي بالا در مقايسه با نمونه‌هاي ولتاژ پايين است. افزايش ولتاژ منجر به كاهش هزينه‌هاي مربوط به عايق‌كاري و نياز به هادي‌ها (سيم‌هاي انتقال برق) نيز مي‌شود.

افزايش ولتاژ، البته تأثيري مثبت در كاهش زمان شارژ خواهد داشت. براي توضيح اين موضوع، يواخيم كرامر، مدير دپارتمان الكترونيك پورشه مي‌گويد:

وقتي ولتاژ كار سيستم ۲ برابر شود، شما مي‌توانيد ۲ برابر قدرت (وات) بيشتر از همان جريان (آمپر) بگيريد.

البته ادعاي مديران پورشه، روي كاغذ و از انديشه متخصصين تئوري متفاوت با شرايط واقعي تايكان است. اگر ولتاژ كار ۴۰۰ ولت در خودروهاي الكتريكي مثل تسلا مدل S را ملاك قرار دهيم، زمان شارژ تايكان با شارژر ۲۷۰ كيلووات، نصف تسلا نخواهد بود. در ادامه، يواخيم كرامر توضيح مي‌دهد:

با افزايش ولتاژ شارژ باتري‌ها، عمر مفيد و كارايي اين تجهيزات در طولاني‌مدت، كاهش مي‌يابد. به همين دليل، هنوز نمي‌توانيم از شارژرهاي ۸۰۰ ولت با قدرت بالاتر از ۲۷۰ كيلووات استفاده كنيم. در آينده‌ي نزديك، فناوري باتري‌ها پيش‌رفت خواهد كرد تا قدرت ۴۰۰ الي ۵۰۰ كيلووات ساعت براي شارژ پورشه تايكان فراهم شود.

به هر صورت، ولتاژ ۸۰۰ ولت منجر به كاهش زمان شارژ مورد نياز باتري‌هاي تايكان شده است. باتوجه به اينكه باتري‌هاي پورشه، نمي‌توانند جريان شارژ بيش از ۳۳۴ آمپر را تحمل كنند؛ استفاده از شارژر با قدرت بيش از ۲۷۰ كيلووات ساعت، امكان‌پذير نيست.

بهترين دماي محيط براي شارژ باتري‌هاي تايكان، ۲۰ تا ۳۰ درجه است. در اين شرايط، شارژر ۲۷۰ كيلووات ساعتي با صرف زمان ۲۲ دقيقه، ظرفيت باتري‌ها را از ۵ به ۸۰ درصد مي‌رساند. همچنين، با صرف زمان ۶ دقيقه مي‌توان به اندازه‌ي رانندگي تا مسافت ۱۰۰ كيلومتر، انرژي ذخيره كرد. طبيعتا زماني‌كه دماي محيط بيش از ۳۰ درجه باشد، كمي از قدرت شارژ كاسته و زمان مورد نياز افزايش بايد. در عوض، پورشه از نرم‌افزاري هوشمند به نام Charging Planner رونمايي كرده است كه در روزهاي سرد سال، با اندازه‌گيري دماي محيط اقدام دستور به افزايش دماي باتري‌ها مي‌دهد تا ضمن رسيدن به ۲۰ درجه، سريع‌تر شارژ شوند. همچنين، درپوش‌هاي محل اتصال شارژر به خودرو داراي لرزاننده‌ي كوچكي هستند تا از يخ‌زدگي ‌آن‌ها در هواي سرد جلوگيري كند.

در تمامي مدل‌هاي تايكان، ۲ شارژر تعبيه شده است كه هركدام، ورودي مستقل در طرفين بدنه‌ي خودرو دارند. دريچه‌ي كوچك سمت راننده براي اتصال شارژر AC به جريان متناوب تك‌فاز يا ۳ فاز شهري با ولتاژ ۱۱۰ تا ۲۴۰ ولت استفاده مي‌شود. در سمت مقابل (شاگرد)، ورودي شارژر DC نصب شده است كه مخصوص شارژرهاي قدرتمند با ولتاژ مستقيم ۴۰۰ ولت (قدرت ۱۵۰ كيلووات) يا ۸۰۰ ولت با قدرت ۲۷۰ كيلووات خواهد بود. با اين اوصاف، اتصال تايكان به برق تك‌فاز ۲۴۰ ولت شهري، قدرت شارژ ۲.۴ كيلووات ساعت فراهم مي‌كند كه در نتيجه‌ي آن، بيش از ۳۰ ساعت زمان لازم است تا ۸۰ درصد ظرفيت شارژ ۹۳.۴ كيلووات ساعت تايكان تكميل شود. به همين دليل، شارژرهاي ۱۱ كيلووات جريان متناوب به‌عنوان يك آپشن نسبتا ارزان‌ارزش و البته اجتناب‌ناپذير توسط پورشه به خريداران پيشنهاد مي‌شود كه با اتصال به برق شهري، زمان شارژ از ۵ تا ۸۰ درصد را به ۱۰.۵ ساعت مي‌رساند. اين تجهيز، احتمالا در تمامي مدل‌هاي تايكان توربو و توربو S موجود خواهد بود.

آيا واقعا پورشه تايكان بهتر از تسلا مدل S است؟ در پاسخ به اين سؤال نمي‌توان واضح و صريح از واژه‌هاي بله يا خير استفاده كرد. به بيان بهتر، نياز مشتري و علاقه‌مندي‌هاي او تعيين‌كننده‌ي نهايي خواهد بود. نبايد فراموش كنيم كه نسخه‌هاي معرفي شده از تايكان با نام‌هاي توربو و توربو S به ميزان قابل ملاحظه‌اي گران‌تر از تسلا مدل S هستند؛ درحالي‌كه برتري خاصي از انديشه متخصصين عملكرد متخصص ندارند.

از انديشه متخصصينات طراحي بيروني و كابين، پورشه تايكان جذاب‌تر از تسلا مدل S به انديشه متخصصين مي‌رسد. علاوه‌بر اين، نام شركت سازنده و اصالت برند هم، موضوع بسيار مهمي است كه تايكان را در چشم مخاطب و بازار جهاني، برتري مي‌دهد. هرچند كه ابعاد بدنه و راحتي سرنشينان در مدل S و تايكان، تقريبا مشابه هستند؛ اما طراحي ادوات داشبورد و ديگر اجزاي كابين باعث مي‌شوند؛ محصول پورشه حس بهتري به راننده و ديگر مسافران بدهد. نمايشگرهاي متعدد و الهام از سبك طراحي فضاي داخلي در 911، تأثير بسيار مهمي در فروش نهايي تايكان خواهند داشت.

آستانه ارزش ۸۰ هزار دلار براي مدل S، در مقابل تايكان توربو با ارزش ۱۵۲ هزار دلار و مدل توربو S با ۱۸۷ هزار دلار، جاي شكي باقي نمي‌گذارد كه محصول تسلا، صرفه‌ي اقتصادي بالاتري دارد. تايكان توربو همراه آپشن‌هاي اضافي، حدودا ۲ برابر تسلا مدل S ارزش خواهد داشت. البته پورشه قول داده است نسخه‌اي ارزان‌ارزش از سدان الكتريكي خود را با ارزشي در محدوده‌ي ۸۰ تا ۹۰ هزار دلار توليد كند كه احتمالا، تك موتوره و تك‌ديفرانسيل خواهد بود. با اين اوصاف، باز هم نمي‌توان رقيب آلماني براي مدل S پيدا كرد؛ چراكه قدرت و گشتاور مشابه، نخواهد داشت.

قدرتمندترين مدل تسلا مدل S با نام پرفورمنس (Performance) كه آستانه ارزش ۱۰۰ هزار دلار دارد؛ مي‌تواند ۲.۵ ثانيه بعد از شروع حركت به سرعت ۱۰۰ كيلومتربرساعت برسد و با شارژ كامل، مسافتي حدود ۵۵۰ كيلومتر را طي كند. تايكان توربو و توربو S به ترتيب در زمان‌هاي ۳.۲ و ۲.۸ ثانيه به سرعت ۱۰۰ كيلومتربرساعت مي‌رسند؛ ضمن اينكه بالاترين مسافت قابل پيمايش با اين خودروها نيز، ۴۵۰ و ۴۱۲ كيلومتر است.

از مجموع سخنان بالا، احتمالا به اين نتيجه رسيده‌ايد كه مدل S، برنده‌ي مطلق در مقابل تايكان خواهد بود؛ اما بيش از ۳۰ هزار نفر براي مالكيت اولين محصول تمام‌برقي پورشه، ثبت‌نام كرده‌اند تا ثابت شود، فروش بسيار خوبي در انتظار اين خودرو است. بسياري ديگر مدل‌هاي ساخت پورشه هم، روي كاغذ ضعيف‌تر از رقباي امريكايي يا ژاپني هستند؛ درحالي‌كه با ارزش بالاتر و فروش جهاني بيشتر به توليد ادامه مي‌دهند. اين شرايط، به دليل كيفيت ساخت عالي در قطعات، طراحي و قابليت‌هاي رانندگي است. پيش‌‌تر اشاره كرديم كه پورشه ادعا مي‌كند؛ تست‌هاي ۲۴ ساعته از رانندگي با تايكان در شرايط سخت پيست را با موفقيت به پايان رسانده و حتي ركورد نوربرگ‌رينگ براي اين سدان الكتريكي ثبت كرده است. تا زمان نگارش اين مطلب، هنوز خبري از ركورد تسلا مدل S در نوربرگ‌ رينگ شنيده نمي‌شود و البته، نسخه‌هاي استاندارد اين خودروي امريكايي هم براي رانندگي در پيست و فشار بالا مناسب نيستند.

ازانديشه متخصصينات متخصص و متخصص كارشناسي، معادل‌سازي تايكان توربو و توربو S با ديگر خودروهاي برقي دنيا، دشوار است. اين خودروها، سدان‌هاي تمام‌الكتريكي و اسپرت هستند كه مشابه بي‌ام‌و M۵ و مرسدسAMG E۶۳ ، نياز به رانندگي پرهيجان در پيست يا سفرهاي خانوادگي را پاسخ مي‌دهند. با اين اوصاف، ضمن توجه به فناوري‌ و كيفيت ساخت پورشه، فعلا نمي‌توان براي تايكان در دنياي خودروسازي رقيب تمام‌عيار معرفي كرد.