Alacsony energiafogyasztás és magas szintű kényelem: az új Audi A2 e-tron elektromos hajtása

Az Audi A2 e-tron  hátsó részén egy állandó mágneses szinkronmotor hajtja a járművet. A tengelyekkel párhuzamosan helyezkedik el, és 400 voltos feszültséggel működik. A Volkswagen-csoport APP350-es motorja akár 350 Nm nyomatékot is lead, és kifejezetten a moduláris elektromos hajtásmátrixhoz (MEB) optimalizálták, hogy egyszerre nagyobb hatékonyságot, hosszabb hatótávolságot és fokozott vezetési kényelmet biztosítson. A fejlesztések elsősorban a teljesítményelektronikát, a villanymotort és a sebességváltót érintik.

Az impulzusinverter a nagyfeszültségű akkumulátorból származó egyenáramot (DC) alakítja át az elektromos motor által igényelt váltakozó árammá (AC). A vonatkozó érzékelőadatok alapján pontosan és szükség szerint szabályozza az energiaáramlást. A felhasznált teljesítmény-félvezetők nagyban befolyásolják a hajtás hatásfokát. Az eddig szabványos szilícium alapú bipoláris tranzisztorok helyett az újonnan kifejlesztett impulzusinverterben szilícium-karbid (SiC) alapú fém-oxid-félvezető térvezérlésű tranzisztorokat (MOSFET-eket) használnak . A szilícium-karbid speciális fizikai tulajdonságai csökkentik a kapcsolási veszteségeket, és több mint 97 százalékos hatásfokot tesznek lehetővé.

Egy új szoftverfunkció kihasználja a SiC MOSFET-ek lehetséges nagyobb kapcsolási sebességét, és tovább csökkenti az energiafogyasztást. Egy adaptív működési stratégia segítségével a kapcsolási frekvencia az adott munkaponthoz igazítható. Az alacsonyabb kapcsolási frekvencia kisebb veszteséget jelent. Az új módszer különösen az elektromos hajtás tipikus üzemi tartományaiban – városi forgalomban és vidéki utakon, közepes sebességnél és terhelésnél – használja ki ezt a hatékonysági potenciált. A jobb energiafelhasználásnak köszönhetően a teljesítményelektronika alacsony töltöttségi állapotokban is képes teljes teljesítménnyel ellátni az Audi A2 e-tron 2 hajtásláncát.

A belső térben a nagyobb akusztikai kényelem érdekében az impulzusinverter egy további funkcióval is rendelkezik. Szelektíven ráveszi a nagyfrekvenciás harmonikus komponenseket a motoráramra. Így a zavaró zajokat a működési ponttól függően kompenzálja.

Az elektromos motor

Az Audi A2 e-tron  modellben található APP350 állandó mágneses szinkronmotor a moduláris elektromos hajtáslánc-mátrix (MEB) következetes továbbfejlesztése. A nyomaték vagy a teljesítményleadás feláldozása nélkül javítja a hatékonyságot. A rotoron és az állórészen végrehajtott tervezési intézkedések hatással vannak a rétegvastagságra, a rotorszegmensek elrendezésére és az állórész tekercselésének bekötésére.

Az előd MEB APP310 meghajtóhoz képest a rotor vastagságát több mint 30 százalékkal csökkentették . Ez az intézkedés csökkenti a vasveszteséget, amely akkor keletkezik, amikor az anyagot mágneses mezők idővel ismételten újramágnesezik.

A menetakusztika javítása érdekében az elektromos motor rotorszegmensei már nem lineárisan, hanem lépcsőzetesen helyezkednek el . Ennek eredményeként a gerjesztés nem geometriailag másolja le a rotor első torziós módját: az elsőrendű rezgések elkerülhetők, és a domináns hangkomponensek szinte teljesen megszűnnek, különösen elinduláskor. Az ügyfelek a csendesebb belső tér előnyeit élvezhetik.

Az állórész tekercselésének csillagról delta konfigurációra való átállítása, valamint a párhuzamos ágak számának csökkentése növeli az elektromos motor hatásfokát. Ez különösen az ügyfelek számára legfontosabb üzemi tartományokra vonatkozik, például a mindennapi vezetésre részleges terhelés alatt városi forgalomban vagy vidéki utakon.

Az Audi A2 e-tron  kompakt és könnyű váltója műszaki finomításokon keresztül is hozzájárul a nagyobb hatékonysághoz. A teljesítményszinttől függően az Audi A2 APP350 motorja két áttételt használ: i=10,21 125 kW és 140 kW teljesítménynél, valamint i=11,53 170 kW teljesítménynél. Az egyes motorváltozatokhoz kiválasztott áttétel a karakterisztikatérkép leghatékonyabb tartományában tartja a motor fordulatszámát, tovább csökkentve a fogyasztást a mindennapi vezetés során.

A fogaskerekek fogait finom megmunkálással is kidolgozzák, ami különösen sima fogfelületeket eredményez. Ez csökkenti a váltó súrlódási veszteségeit és tovább növeli a hajtás hatásfokát.

Ez a finom megmunkálás lehetővé teszi egy speciálisan kifejlesztett, alacsony súrlódású, nagyon alacsony viszkozitású váltóolaj használatát is. A váltóban optimalizált olajelvezetéssel kombinálva ez jelentősen csökkenti a fogaskerék-készlet forgási veszteségeit.