[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。

＃Porsche #Taycan #TurboS ＃永磁同步馬達 ＃髮夾型繞組 ＃

【#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」
https://pansci.asia/archives/170107
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
https://pansci.asia/archives/189792
如果月亮消失了，對地球會有什麼影響？
https://pansci.asia/archives/187005
　
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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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