【動力系統】Ansys 與保時捷賽車運動：以模擬技術延續勝利傳奇

全新 Porsche 99X Electric GEN3 Evo 已於電動方程式 ABB FIA Formula E 世界錦標賽震撼登場，由現任世界冠軍 Pascal Wehrlein 與 2020 年冠軍 António Félix Da Costa 所領軍的 TAG Heuer Porsche Formula E 車隊蓄勢待發，再次挑戰歷史。

｜賽事成績亮眼：新車首戰即奪桿位與頒獎台

這款新車在聖保羅 E-Prix 賽事中首次亮相，即以 FIA 單座電動賽車中最快加速紀錄奪目登場，0 至 60 mph 加速僅需 1.82 秒。Wehrlein 更以 1 分 09.851 秒的成績奪得桿位，比去年快了整整 3 秒，Da Costa 亦迅速登上頒獎台，為新賽季打下強勢開局。

雖然比賽能量限制規則不變，今年首次允許車隊在排位賽、起跑與攻擊模式中啟用前輪驅動，使 Porsche 99X Electric GEN3 Evo 能在特定情況下形成臨時四輪驅動，大幅提升加速抓地力。

｜電動動力系統進化關鍵：四驅 + 循跡控制 + 模擬最佳化

Porsche Motorsport 高壓電系統研發工程師 Leonard Mengoni 表示，這些技術創新對他們來說已是日常工作的一部分。

｜Porsche 99X Electric GEN3 Evo 在效率設計上有何不同？

Mengoni：新車最大輸出功率為 350 kW，並首次可在起跑與攻擊模式中調整功率分配。此外，新增的四輪驅動與循跡控制，能有效抑制打滑並提升加速時的抓地力。

在啟動四驅時，四輪同時由電動馬達驅動，使車輛在出彎時有更佳的縱向加速表現。我們也換裝了全新高抓地力輪胎，整體動態表現更加穩定。

四驅與後驅會產生不同的運作點，加入循跡控制後，整體動態變化更加複雜，需更精細的系統控制與模擬分析。

｜Ansys 模擬軟體助攻效能最佳化

｜如何運用 Ansys 工具提升新一代動力系統效率？

Mengoni：我們使用 Ansys Maxwell 2D 與 3D 電磁模擬工具來分析馬達的輸出扭矩與損耗。Maxwell 軟體可視覺化模擬結果，有助於理解極限條件與提出設計優化方向，並能透過彩色模擬圖強化團隊溝通效率。

舉例來說，我們利用 Maxwell 分析馬達的反電動勢與扭矩輸出，並建立損耗模型來持續優化設計。Maxwell 提供了良好的基礎模型，亦可結合進一步後處理或分析計算來擴展應用。

此外，我們也使用 Ansys Mechanical 優化馬達轉子的機械設計。因賽車馬達需在高轉速下運行，轉子作為馬達中唯一的運動部件，其機構與電磁設計需同步考量，模擬工具能在設計初期就協助平衡各項條件。

｜電力傳輸模擬：從電池到馬達的每一瓦都不浪費

｜除了馬達，還有哪些關鍵環節需考慮？

Mengoni：我們亦使用 Ansys Q3D Extractor 模擬逆變器（Inverter）中的開關單元，分析切換損耗與振盪現象，以確保馬達與逆變器的穩定運作。

雖無法逐步模擬整場 45 分鐘的比賽，但我們能以詳細模擬資料建立簡化模型，並結合馬達模擬計算整體動力系統效率，進一步制定最佳設計方向。

｜四驅不是挑戰，而是更多變數

｜從後驅轉向四驅是否增加設計挑戰？

Mengoni：確實讓系統變得更複雜，我們需處理更多輸入與場景資料。賽道上的實際駕駛情況也與測試平台不同，例如需考量路緣石與驅動模式切換對車輛操控的影響。

我們的賽車工程師非常專業，能根據駕駛回饋快速調整系統設定。雖然駕駛者無法感受到 0.1% 的效率提升，但這些微小優化能讓車隊在比賽中做出更靈活的能量策略，有時甚至成為關鍵超車的勝負因素。

｜賽道技術，延伸市售車開發

｜Motorsport 在 Porsche 市售車開發中扮演什麼角色？

Mengoni：賽車始終是 Porsche 品牌 DNA 的一部分。我們與市售車工程團隊定期交流，儘管兩者需求不同，但在加速與效率等核心議題上高度相關。

Formula E 的開發週期為兩年，比市售車短得多，模擬工具讓我們能快速嘗試新設計，這點也吸引市售車團隊借鏡。我們也從他們的經驗中學習如何平衡法規與效率，形成雙向技術養分。

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