포르쉐와 공동으로 개발한 Audi의 Premium Platform Electric(PPE)은 Audi의 순수 전기 모델 글로벌 포트폴리오 확장을 위한 핵심 구성 요소입니다. Audi의 차세대 전기 자동차를 위해 회사는 전기 모터, 전력 전자 장치, 변속기, 고전압 배터리 및 모든 관련 구성 요소를 재개발하여 배터리 전기 자동차의 요구 사항에 정확히 맞게 조정했습니다.
Audi Q6 e‑tron은 PPE의 첫 번째 생산 모델입니다. (이전 게시물)
모터. PPE의 모든 파워트레인 구성 요소는 이전에 개발 및 설치된 구동 시스템보다 훨씬 더 컴팩트하게 설계되었으며, 더 높은 효율성으로 인해 두드러집니다. 전체적으로 PPE의 새로운 전기 모터를 중심으로 한 효율성 측정은 40세대 Audi e-tron에 비해 XNUMXkm의 추가 주행 거리를 가능하게 합니다.
생산 분야에서 자동화 수준과 제조의 수직 범위가 크게 증가했습니다. PPE용 새로운 전기 모터는 이전 전기 모델보다 약 30% 적은 설치 공간이 필요합니다. 무게는 약 20% 감소했습니다.
Audi Q6 e-tron 시리즈의 리어 액슬에 있는 PSM(영구 자석 동기 모터)은 길이가 200mm입니다. 프론트 액슬에 있는 ASM(비동기 모터)은 길이가 100mm입니다. 사용하지 않을 때는 상당한 항력 손실 없이 자유롭게 회전할 수 있습니다.
새로운 헤어핀 와인딩과 전기 모터의 스테이터에 있는 직접 오일 스프레이 냉각 시스템은 구동 시스템의 더 높은 효율에 상당히 기여합니다. 예를 들어, 충전 계수는 이전에 사용되었던 기존 와인딩의 60%에 비해 45%로 증가했습니다.
변속기의 전기 오일 펌프도 효율성을 높이는 데 기여합니다. 로터 오일 냉각 덕분에 Audi는 무거운 희토류 원소 사용을 크게 줄일 수 있었고 동시에 전력 밀도를 20% 증가시켰습니다.
PPE를 위한 전력 전자 장치 및 전송 장치. 전력 전자 장치(인버터)는 전기 모터를 제어하고 배터리의 직류를 교류로 변환합니다. 인버터의 정확한 제어를 위한 데이터는 구동 시스템과 서스펜션을 담당하는 도메인 컴퓨터 HCP1(고성능 컴퓨팅 플랫폼 1)에서 제공합니다.
실리콘 카바이드 반도체는 수냉식 인버터의 더 강력한 버전에 설치됩니다. 효율성이 60% 더 높기 때문에 특히 부분 부하에서 뛰어나고 더 안정적입니다. 결과적으로 PPE 전기 모터의 효율성과 더 높은 성능에 크게 기여합니다. 실리콘 반도체와 비교한 범위 이점은 약 20km입니다.
800볼트 구조로 인해 배터리와 전기 모터의 배선에도 더 얇은 와이어를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 설치 공간, 무게 및 원자재 소비가 줄어듭니다. 열 손실이 적어 시스템이 덜 가열되므로 냉각 시스템도 더 작고 효율적입니다. 변속기는 건식 섬프 윤활 및 전기 오일 펌프로 작동합니다. 노즐은 기어에 직접 분사합니다. 이 설계는 마찰 손실을 최소화하고 설치 공간도 줄입니다.
충전 성능. 최대 800kW의 충전 출력에 필요한 270볼트 아키텍처는 높은 충전 성능을 위한 핵심 요소 중 하나입니다. 셀 화학은 이러한 높은 값을 수용하도록 최적화되었습니다. Audi는 에너지 밀도와 충전 성능 간의 최적의 균형을 달성했다고 말합니다. 공급업체와 협력하여 개발된 셀은 높은 에너지 밀도, 상당히 감소된 코발트 함량, 최상의 충전 성능을 위한 낮은 저항을 제공합니다.
800볼트 아키텍처 외에도 지능형 열 관리 기능은 PPE에서 높은 충전 성능과 HV 배터리의 긴 서비스 수명에 크게 기여합니다. 가장 중요한 구성 요소는 예측 열 관리로, 내비게이션 시스템, 경로, 출발 타이머 및 고객의 사용 행동의 데이터를 사용하여 사전에 냉방 또는 난방의 필요성을 계산하고 이를 효율적이고 적절한 시기에 제공합니다.
고객이 경로 계획에 포함된 HPC 충전소에서 충전하기 위해 운전하는 경우 예측 열 관리 시스템은 DC 충전 프로세스를 준비하고 배터리를 냉각 또는 가열하여 더 빨리 충전할 수 있도록 하여 충전 시간을 줄입니다. 앞으로 더 가파른 오르막길이 있는 경우 열 관리 시스템은 적절한 냉각을 통해 HV 배터리를 조정하여 더 높은 열 부하를 방지합니다. 운전자가 주행 선택 메뉴에서 효율 모드를 선택한 경우 배터리 컨디셔닝이 나중에 활성화되고 실제 범위는 주행 행동에 따라 증가할 수 있습니다. 동적 모드에서 목표는 최적의 성능입니다.
그러나 현재 교통 상황이 동적 주행을 허용하지 않는다면 열 관리 시스템이 이에 반응하여 배터리 조절을 위한 에너지 사용을 최소화합니다.
사후 및 연속 컨디셔닝은 PPE의 열 관리 시스템의 또 다른 새로운 기능입니다. 이 기능은 차량이 정지해 있을 때(예: 매우 높은 외부 온도)에도 배터리를 최적의 온도 범위로 유지하기 위해 전체 서비스 수명 동안 배터리 온도를 모니터링합니다. 냉각수 흐름은 배터리 모듈 아래에 U-flow 원리를 구현하여 최적화되었습니다. 이를 통해 배터리 내에서 고온 균일성이 발생하고(48개 온도 센서로 모니터링) 궁극적으로 높은 에너지 전달 및 흡수 성능이 실현됩니다.
약 10%의 충전 상태(SoC)를 가진 Audi Q6 e-tron 시리즈 차량은 이상적인 조건에서 최대 270km(255마일)의 주행 거리를 생성하기 위해 DC 충전으로 최대 충전 전력 158kW의 고속 충전소에서 불과 21분이 걸립니다. HV 배터리가 SoC 80%에서 5%로 충전되는 데 XNUMX분이 걸립니다. SACID(Smart Actuator Charging Interface Device)라고 하는 통신 제어 장치는 충전 소켓과 충전소 간의 링크를 설정하는 인터페이스 역할을 하며 수신되는 표준화된 정보를 HCPXNUMX 도메인 컴퓨터로 전송합니다.
차량 열 관리. 차량의 열 관리 시스템이 재설계되었습니다. 구동계의 효율성 증가와 그에 따른 열 손실 감소를 보상하기 위해 물-글리콜 히트 펌프는 공기 히트 펌프로 보완됩니다. 즉, 전기 모터, 전력 전자 장치 및 배터리의 냉각수에 있는 폐열 외에도 주변 공기를 실내 난방원으로 사용할 수 있습니다.
온도 교환은 이제 가열 코일을 통해 직접 작동합니다. 게다가 800볼트 공기 PTC 히터가 효과적인 추가 기능으로 개발되었으며, 이는 난방 요구 사항이 증가할 경우 에어컨 장치의 내부 온도 제어를 직접 지원합니다. 이를 통해 물 기반 난방 회로와 관련된 열 손실을 방지할 수 있습니다.
회복 및 마찰 브레이크.일반적으로 PPE를 사용하면 모든 일상적인 제동 프로세스의 약 95%를 회복, 즉 전기 모터를 통한 재생 제동을 통해 처리할 수 있습니다. 브레이크 블렌딩에서 가상 브레이크를 사용하는 것은 그에 따라 나중에 또는 더 드물게 발생합니다. PPE에서 회복 기능은 더 이상 브레이크 제어 시스템에서 처리하지 않고 차량의 1대 고성능 컴퓨터 중 하나인 HCPXNUMX에서 처리하며, 이는 PPE의 구동 시스템과 서스펜션을 담당합니다. 결과적으로 구동 시스템이 제동 시스템에 미치는 영향이 커집니다.
전기 구동 시스템을 통한 재생 제동에서 유압 작동 마찰 브레이크를 통한 기계적 제동으로의 전환은 더 이상 운전자에게 인식되지 않습니다. 브레이크 블렌딩은 명확하게 정의된 일정한 압력 지점으로 잘 제어된 페달 느낌을 보장합니다.
이전 e-tron 모델에서 알려진 Intelligent Brake System(IBS)은 Premium Platform Electric에서 상당한 추가 개발을 거쳤습니다. 예를 들어, 처음으로 차축별 브레이크 블렌딩이 가능합니다.
필요에 따라 후륜 차축에 회복이 유지되고, 전륜 차축에 유압이 생성됩니다. Audi의 일반적인 방식대로, 스티어링 휠의 패들로 선택할 수 있는 6단계 코스팅 회복 옵션이 있습니다. 코스팅도 가능합니다. 여기서 전기 SUV는 가속 페달에서 발을 떼면 추가 저항 없이 자유롭게 굴러갑니다. Audi QXNUMX e-tron 시리즈의 또 다른 옵션은 "B" 주행 모드로, 구어적으로 "원 페달 느낌"이라고 불리는 것과 매우 가깝습니다.
E³ 1.2 전자 구조. 새로운 E3 1.2 전자 아키텍처를 통해 Audi 고객은 그 어느 때보다 차량 디지털화의 이점을 즉시 경험할 수 있습니다. E³는 차량의 화면 수, 크기 및 해상도를 늘릴 수 있도록 합니다. 또한 무선 업데이트(무선) 및 Functions on Demand 제공과 같은 새로운 기능 추가를 위해 설계되었습니다.
Audi는 Q6 e-tron 시리즈에서 Android Automotive를 기반으로 하는 완전히 새로운 표준화된 인포테인먼트 플랫폼을 선보입니다. 다양한 차량 기능을 Audi의 디지털 어시스턴트, 즉 자체 학습 음성 어시스턴트를 사용하여 제어할 수 있습니다. 이 디지털 어시스턴트는 차량에 깊이 통합되어 있으며 대시보드(Audi Assistant Dashboard)와 증강 현실 헤드업 디스플레이에서 처음으로 아바타를 통해 시각화됩니다. 타사 앱 스토어를 통해 사용자는 디지털 생태계에서 좋아하는 앱을 차량 디스플레이에서 직접 사용할 수도 있습니다.
이 매장은 고객이 스마트폰을 사용하지 않고도 MMI에 직접 설치할 수 있는 다양한 앱에 액세스할 수 있도록 합니다. 처음에는 음악, 비디오, 게임, 내비게이션, 주차 및 충전, 생산성, 날씨 및 뉴스와 같은 카테고리의 앱을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 음악 카테고리에는 Amazon Music 및 Spotify와 같은 앱이 포함됩니다. 이 매장은 앞으로 지속적으로 확장될 예정입니다. MMI에서 별도의 타일을 통해 선택할 수 있습니다. 그런 다음 추가 앱이 MMI에 원활하게 통합되어 여행 중에 안전하고 안정적으로 사용할 수 있습니다. 제공되는 앱 포트폴리오는 각 시장에 따라 다릅니다. Apple CarPlay 및 Android Auto를 통합하기 위한 친숙한 Audi 스마트폰 인터페이스도 Q6 e-tron 시리즈에서 사용할 수 있습니다.
확장 가능하고 미래에도 사용할 수 있는 전자 아키텍처 덕분에 Audi는 표준화된 전자적 기반에서 다양한 차량 모델과 파생 모델을 제공할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 개발과 생산 모두에서 복잡성을 줄이고 추가적인 규모의 경제를 창출합니다. 또한, 새로운 전자 아키텍처는 미래 혁신의 기반을 형성합니다. 보안(설계에 따른 보안) 및 업데이트 기능은 처음부터 아키텍처에 고정되어 있습니다.
센서-액추에이터 수준에서 컴퓨터 수준으로 기능을 이전하는 것, 즉 하드웨어와 소프트웨어의 분리가 점차 확대되는 것도 앞으로 몇 년 안에 증가할 복잡성에 안전하게 대처하는 데 도움이 될 것입니다.
개발의 초점은 도메인 컴퓨터, 제어 장치, 센서 및 액추에이터의 고성능 및 안전한 네트워킹에 맞춰졌습니다. Audi 고성능 컴퓨팅 플랫폼(HCP)으로 알려진 3대의 고성능 컴퓨터가 E1.2 XNUMX의 중추 신경계를 형성합니다. 모든 차량 기능은 도메인에 따라 다양한 HCP에 할당됩니다. Audi는 익숙한 자동차 프로토콜과 기가비트 이더넷을 사용하여 개별 차량 시스템을 네트워크로 연결합니다.
출처 녹색 자동차 의회
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