Premium Platform Electric (PPE): Technológiai ugrás az Audi teljesen elektromos prémium mobilitás következő generációjához

A Porschével közösen kifejlesztett Premium Platform Electric (PPE) kulcsfontosságú eleme a teljesen elektromos Audi modellek globális portfóliójának bővítésének. Az Audi számára ez fontos lépést jelent a fenntartható prémium mobilitás vezető szolgáltatójává válása felé. Az Audi elektromos autóinak következő generációjához a cég újrafejlesztette az elektromos motorokat, a teljesítményelektronikát, a sebességváltót, valamint a nagyfeszültségű akkumulátort és az összes kapcsolódó alkatrészt, és pontosan az akkumulátoros elektromos járművek követelményeihez szabta.

Miben különbözik a PPE elektromos motorja az eddig használt elektromos hajtásrendszerektől?

A PPE összes hajtáslánc-alkatrészét úgy tervezték, hogy még kompaktabb legyen, mint a korábban kifejlesztett és telepített hajtásrendszerek, és kiemelkednek a nagyobb hatásfok miatt. Összességében a PPE új villanymotorjai körüli hatékonysági intézkedések 40 kilométerrel nagyobb hatótávolságot tesznek lehetővé az első generációs Audi e-tronhoz képest . A gyártás területén jelentősen nőtt az automatizáltság foka és a gyártás vertikális tartománya. A PPE új villanymotorjai körülbelül 30 százalékkal kevesebb beépítési helyet igényelnek, mint a korábbi elektromos modellek. Súlyuk körülbelül 20 százalékkal csökkent.

Az Audi Q6 e-tron sorozat hátsó tengelyén található PSM (állandó mágneses szinkronmotor) 200 milliméter hosszú. Az ASM (aszinkron motor) az első tengelyen 100 milliméter hosszú. Használaton kívül szabadon foroghat jelentős ellenállási veszteségek nélkül.

Az új hajtűtekercs és a közvetlen olajspray-hűtőrendszer az elektromos motor állórészében jelentősen hozzájárul a hajtásrendszer magasabb hatásfokához. Például a kitöltési tényező 60 százalékra nőtt a korábban használt hagyományos tekercsek 45 százalékához képest.

A hajtóműben található elektromos olajszivattyú is hozzájárul a hatékonyság növeléséhez. A rotor olajhűtésének köszönhetően az Audi nagyrészt mellőzte a nehéz ritkaföldfém elemek használatát, miközben 20 százalékkal növelte a teljesítménysűrűséget.

Mit változtatott az Audi a PPE teljesítményelektronikájában és sebességváltójában?

A teljesítményelektronika (inverter) vezérli a villanymotort, és az akkumulátorból származó egyenáramot is váltakozó árammá alakítja. Az inverter pontos vezérléséhez szükséges adatokat a hajtásrendszerért és a felfüggesztésért felelős HCP1 (high-performance computing platform 1) tartományi számítógép szolgáltatja. A vízhűtéses inverter erősebb változatába szilícium-karbid félvezetőket építenek be. 60 százalékkal magasabb hatásfokuk miatt részterhelés mellett különösen kiválóak és megbízhatóbbak. Ennek eredményeként jelentősen hozzájárulnak a PPE villanymotorok hatékonyságához és nagyobb teljesítményéhez. A hatótávolság a szilícium félvezetőkkel szemben körülbelül 20 kilométer. A 800 voltos architektúra miatt vékonyabb vezeték is használható az akkumulátor és a villanymotor bekötésére. Ez csökkenti a beépítési helyet, a súlyt és az alapanyag-felhasználást. Mivel a rendszer a kisebb hőveszteség miatt kevésbé melegszik fel, a hűtőrendszer is kisebb és hatékonyabb. A sebességváltó száraz olajteknős kenéssel és elektromos olajszivattyúval működik. A fúvókák közvetlenül permetezik a fogaskerekeket. Ez a kialakítás minimalizálja a súrlódási veszteségeket és csökkenti a beépítési helyet is.

Milyen technikai intézkedések javítják a PPE töltési teljesítményét?

A 800 voltos architektúra, amely akár 270 kW-os töltési teljesítményhez szükséges, a nagy töltési teljesítmény egyik kulcstényezője. A sejtkémiát úgy optimalizálták, hogy megfeleljen egy ilyen magas értéknek. Az Audi optimális egyensúlyt ért el az energiasűrűség és a töltési teljesítmény között. A beszállítóval együttműködésben kifejlesztett cellák nagy energiasűrűséget, jelentősen csökkentett kobalttartalmat és alacsonyabb ellenállást kínálnak a lehető legjobb töltési teljesítmény érdekében.

A 800 voltos architektúra mellett az intelligens hőkezelés jelentősen hozzájárul a nagy töltési teljesítményhez és a PPE-ben lévő HV akkumulátor hosszú élettartamához. A legfontosabb komponens a prediktív hőkezelés, amely a navigációs rendszerből, az útvonalból, az indulási időzítőből és az ügyfél használati viselkedéséből származó adatok alapján előre kiszámítja a hűtési vagy fűtési igényt, és mindezt hatékonyan és megfelelő időben biztosítja.

Ha az ügyfél az útvonaltervezésben szereplő HPC töltőállomáson autózik tölteni, a prediktív hőkezelési rendszer előkészíti az egyenáramú töltési folyamatot, és lehűti vagy felmelegíti az akkumulátort, hogy gyorsabban tölthessen, így csökkentve a töltési időt. Ha meredekebb emelkedés áll előttünk, a hőkezelő rendszer megfelelő hűtéssel állítja be a HV akkumulátort, hogy megakadályozza a nagyobb hőterhelést. Ha a vezető a hajtásválasztó menüben a hatékonysági módot választotta, az akkumulátor kondicionálása később aktiválódik, és a valós hatótáv a vezetési viselkedéstől függően növelhető. Dinamikus módban az optimális teljesítmény a cél.

Ha azonban a jelenlegi forgalmi helyzet nem teszi lehetővé a dinamikus vezetést, a hőkezelési rendszer reagál erre, és minimalizálja az akkumulátor kondicionálásához szükséges energiafelhasználást.

Az utólagos és folyamatos kondicionálás egy másik újdonság a PPE hőkezelési rendszerében. Ez a funkció figyeli az akkumulátor hőmérsékletét a teljes élettartam alatt, hogy az akkumulátort az optimális hőmérsékleti tartományban tartsa még álló jármű esetén is – például nagyon magas külső hőmérséklet esetén. A hűtőfolyadék áramlását úgy optimalizálták, hogy az akkumulátormodulok alatt az U-áramlás elvét alkalmazták. Ez magas hőmérsékletű homogenitáshoz vezet az akkumulátoron belül – amelyet 48 hőmérséklet-érzékelő figyel –, és végső soron magas energiaszállítási és abszorpciós teljesítményhez vezet.

Milyen gyorsan töltődik a PPE nagyfeszültségű (HV) akkumulátora?

Körülbelül tíz százalékos töltöttségi állapottal (SoC) az Audi Q6 e-tron sorozatba tartozó járműveknek mindössze tíz percre van szükségük egy gyorstöltő állomáson 270 kW maximális töltési teljesítménnyel egyenáramú töltéssel, hogy akár hatótávolságot is generáljanak. 255 kilométer ( 158 mérföld ) ideális körülmények között. A HV-akkumulátor 21 percet vesz igénybe, amíg tíz százalékos SoC-ról 80 százalékra töltődik. A Smart Actuator Charging Interface Device (SACID) néven ismert kommunikációs vezérlőegység interfészként működik a töltőaljzat és a töltőállomás közötti kapcsolat létrehozásához, és továbbítja a bejövő szabványos információkat a HCP5 tartományi számítógéphez.

Milyen egyéb újításokat vezetett be az Audi a járművek hőkezelésében?

A jármű hőszabályzó rendszerét újratervezték. A hajtásláncban megnövekedett hatásfok és az ebből eredő hőveszteség csökkenés kompenzálására a víz-glikol hőszivattyút levegőhőszivattyú egészíti ki. Ez azt jelenti, hogy a villanymotor, a teljesítményelektronika és az akkumulátor hűtőfolyadékában lévő hulladékhőn kívül a környezeti levegő is felhasználható a belső tér fűtésére. A hőmérsékletcsere most közvetlenül egy fűtőspirálon keresztül működik. Ezen túlmenően hatékony kiegészítésként egy 800 V-os levegős PTC fűtőelemet fejlesztettek ki, amely közvetlenül támogatja a klímaberendezés belső hőmérsékletének szabályozását fokozott fűtési igény esetén. Ezzel elkerülhető a vízbázisú fűtési körök hővesztesége.

Hogyan működik együtt az energia-visszanyerés és a súrlódó fékek használata a Q6 e-tron 2 emissions (combined): 0 g/km; CO2-class: A" class="up-can-clean">1 -ben ?

Általános szabály, hogy a PPE-vel a mindennapi fékezési folyamatok mintegy 95 százaléka lefedhető rekuperációval, azaz az elektromos motorokon keresztüli regeneratív fékezéssel. A fikciós fékek használata a fékkeverésben ennek megfelelően később vagy ritkábban fordul elő. A PPE-ben a rekuperációs funkciót szintén nem a fékvezérlő rendszer látja el, hanem a jármű öt nagy teljesítményű számítógépének egyike, a HCP1, amely a PPE hajtásrendszeréért és felfüggesztéséért felelős. Ennek eredményeként a hajtásrendszer hatása a fékrendszerre megnő.

Az elektromos hajtásrendszeren keresztüli regeneratív fékezésről a hidraulikusan működtetett súrlódó fékkel történő mechanikus fékezésre való átmenetet a vezető már nem érzékeli. A fékkeverés jól szabályozható pedálérzést biztosít világosan meghatározott, állandó nyomásponttal. A korábbi e-tron modellekből ismert intelligens fékrendszer (IBS) jelentős továbbfejlesztésen esett át a Premium Platform Electricben. Például először lehetséges a tengelyspecifikus fékkeverés. A rekuperáció szükség szerint a hátsó tengelyen marad, míg az első tengelyen hidraulikus nyomás keletkezik. Az Audira jellemző módon lehetőség van kétlépcsős szabadonfutásra, amely a kormányon található kapcsolólapátokkal választható. Lehetőség van a vízpartra is. Itt az elektromos SUV szabadon gurul, ha a lábat leveszi a gázpedálról, további ellenállás nélkül. Az Audi Q6 e-tron sorozat másik lehetősége a "B" vezetési mód, amely nagyon közel áll ahhoz, amit a köznyelvben "egypedálos érzésnek" neveznek.

Milyen előnyöket kínál az E³ 1.2 az ügyfeleknek?

Az új E 3 1.2 elektronikus architektúrával az Audi ügyfelei minden eddiginél azonnal megtapasztalhatják a járművek digitalizálásának előnyeit. Az E³ lehetővé teszi a járművek képernyőinek számának, méretének és felbontásának további növelését. Ezenkívül vezeték nélküli frissítésekhez (éteren keresztül) és új funkciók hozzáadásához is tervezték, például a Functions on Demand szolgáltatással. A Q6 e-tron sorozatban az Audi egy teljesen új, szabványosított, Android Automotive-on alapuló infotainment platformot mutat be. Számos járműfunkció vezérelhető az Audi digitális asszisztensével, egy öntanuló hangasszisztenssel. A digitális asszisztens mélyen be van építve a járműbe, és először a műszerfalon (Audi Assistant Dashboard) és a kiterjesztett valóságú head-up kijelzőn látható avatar segítségével. A harmadik féltől származó alkalmazások boltjának köszönhetően a felhasználók közvetlenül a jármű kijelzőjén is használhatják kedvenc alkalmazásaikat a digitális ökoszisztémából.

Az áruház sokféle alkalmazáshoz biztosít hozzáférést a vásárlóknak, amelyeket közvetlenül, okostelefon használata nélkül telepíthetnek az MMI-be. Kezdetben a következő kategóriákból lesznek elérhetők az alkalmazások: Zene, Videó, Játék, Navigáció, Parkolás és töltés, Termelékenység, Időjárás és Hírek. A Zene kategória például olyan alkalmazásokat tartalmaz, mint az Amazon Music és a Spotify. Az üzlet a jövőben folyamatosan bővül. Az MMI-ben külön csempén keresztül választható ki. A további alkalmazások ezután zökkenőmentesen beépülnek az MMI-be, és biztonságosan és megbízhatóan használhatók lesznek az utazás során. A kínált alkalmazásportfólió az egyes piacokra jellemző. Természetesen a Q6 e-tron sorozatban is elérhető az Apple CarPlay és az Android Auto integrálására alkalmas Audi okostelefonos kezelőfelülete.

Mik az új Audi elektronikus architektúra előnyei?

A méretezhető és jövőbiztos elektronikus architektúra lehetővé teszi az Audi számára, hogy különféle járműmodelleket és származékokat kínáljon szabványosított elektronikus alapon. Ez a megközelítés csökkenti a fejlesztés és a gyártás bonyolultságát, és további méretgazdaságosságot teremt. Emellett az új elektronikus architektúra képezi a jövőbeli innovációk alapját. A biztonság (a tervezési biztonság) és a frissítési képességek már a kezdetektől fogva az architektúrában vannak rögzítve.

A szenzor-aktor szintről a számítógépes szintre történő funkciók áthelyezése, azaz a hardver és a szoftver egyre növekvő szétválasztása is lehetővé teszi az elkövetkező években növekvő komplexitás biztonságos megküzdését.

Milyen újításokat hoz magával az E³ 1.2 a hardver tekintetében?

A fejlesztés középpontjában a tartományi számítógépek, vezérlőegységek, érzékelők és aktuátorok nagy teljesítményű és biztonságos hálózatba kapcsolása állt. Öt nagy teljesítményű számítógép, az Audi nagy teljesítményű számítástechnikai platformja vagy röviden "HCP" alkotja az E 3 1.2 központi idegrendszerét. A jármű összes funkciója a különböző HCP-khez van hozzárendelve tartomány szerint. Az Audi az egyes járműrendszereket ismerős autóipari protokollokkal és Gigabit Ethernettel köti össze.