Audi's Premium Platform Electric (PPE), ontwikkeld samen met Porsche, is een belangrijk onderdeel voor de uitbreiding van het wereldwijde portfolio van volledig elektrische Audi-modellen. Voor de volgende generatie elektrische voertuigen van Audi heeft het bedrijf de elektromotoren, de vermogenselektronica, de transmissie, evenals de hoogspanningsaccu en alle bijbehorende componenten opnieuw ontwikkeld en ze precies afgestemd op de vereisten van batterij-elektrische voertuigen.
De Audi Q6 e‑tron is het eerste productiemodel op de PPE. (Eerdere post.)
Motoren. Alle aandrijflijncomponenten voor de PPE zijn ontworpen om nog compacter te zijn dan de eerder ontwikkelde en geïnstalleerde aandrijfsystemen en ze onderscheiden zich door een hogere efficiëntie. In totaal maken de efficiëntiemaatregelen rond de nieuwe elektromotoren voor de PPE 40 kilometer extra bereik mogelijk in vergelijking met de eerste generatie Audi e-tron.
Op het gebied van productie zijn de mate van automatisering en het verticale bereik van de productie aanzienlijk toegenomen. De nieuwe elektromotoren voor de PPE vereisen ongeveer 30% minder installatieruimte dan die van eerdere elektrische modellen. Hun gewicht is met ongeveer 20% verminderd.
De PSM (permanent magnet synchronous motor) op de achteras van de Audi Q6 e-tron serie heeft een lengte van 200 millimeter. De ASM (asynchronous motor) op de vooras heeft een lengte van 100 millimeter. Wanneer deze niet in gebruik is, kan deze vrij roteren zonder significante weerstandsverliezen.
De nieuwe haarspeldwikkeling en een direct oliespraykoelsysteem in de stator van de elektromotor dragen substantieel bij aan de hogere efficiëntie van het aandrijfsysteem. Zo is de vulfactor toegenomen tot 60 procent vergeleken met 45 procent voor de conventionele wikkelingen die eerder werden gebruikt.
Een elektrische oliepomp in de transmissie draagt ook bij aan de verhoogde efficiëntie. Door de rotoroliekoeling kon Audi bovendien grotendeels afzien van het gebruik van zware zeldzame aardmetalen en tegelijkertijd de vermogensdichtheid met 20% verhogen.
Vermogenselektronica en transmissie voor PBM. De vermogenselektronica (omvormer) bestuurt de elektromotor en zet tevens gelijkstroom uit de accu om in wisselstroom. De gegevens voor de exacte besturing van de omvormer worden geleverd door de domeincomputer HCP1 (high-performance computing platform 1), die verantwoordelijk is voor het aandrijfsysteem en de ophanging.
Siliciumcarbidehalfgeleiders worden in de krachtigere versie van de watergekoelde omvormer geïnstalleerd. Door hun efficiëntie, 60% hoger, blinken ze vooral uit onder gedeeltelijke belasting en zijn ze betrouwbaarder. Hierdoor dragen ze aanzienlijk bij aan de efficiëntie en hogere prestaties van de PPE-elektromotoren. Het bereikvoordeel ten opzichte van siliciumhalfgeleiders bedraagt ongeveer 20 kilometer.
Door de 800-volt architectuur kan er ook dunnere draad worden gebruikt voor de bedrading van de accu en de elektromotor. Dit vermindert de inbouwruimte, het gewicht en het verbruik van grondstoffen. Omdat het systeem minder opwarmt door een lager warmteverlies, is het koelsysteem ook kleiner en efficiënter. De transmissie werkt met droogcarter-smering en een elektrische oliepomp. Sproeiers spuiten rechtstreeks op de tandwielen. Dit ontwerp minimaliseert wrijvingsverliezen en vermindert ook de inbouwruimte.
Laadprestaties. De 800-volt architectuur, die nodig is voor laadvermogens tot 270 kW, is een van de belangrijkste factoren voor hoge laadprestaties. De celchemie is geoptimaliseerd om een dergelijke hoge waarde te accommoderen. Audi zegt een optimale balans te hebben bereikt tussen energiedichtheid en laadprestaties. De cellen die in samenwerking met de leverancier zijn ontwikkeld, bieden een hoge energiedichtheid, een aanzienlijk verlaagd kobaltgehalte en lagere weerstanden voor de best mogelijke laadprestaties.
Naast de 800-volt architectuur levert intelligent thermisch beheer een belangrijke bijdrage aan hoge laadprestaties en de lange levensduur van de HV-batterij in de PBM. Het belangrijkste onderdeel is predictief thermisch beheer, dat gegevens van het navigatiesysteem, de route, de vertrektimer en het gebruiksgedrag van de klant gebruikt om vooraf de behoefte aan koeling of verwarming te berekenen en deze zowel efficiënt als op het juiste moment te leveren.
Als een klant rijdt om op te laden bij een HPC-laadstation dat is opgenomen in de routeplanning, bereidt het voorspellende thermische beheersysteem het DC-laadproces voor en koelt of verwarmt de batterij zodat deze sneller kan worden opgeladen, waardoor de laadtijd wordt verkort. Als er een steilere helling voor de boeg is, past het thermische beheersysteem de HV-batterij aan door middel van passende koeling om een hogere thermische belasting te voorkomen. Als de bestuurder de efficiëntiemodus heeft geselecteerd in het menu Drive Select, wordt de conditionering van de batterij later geactiveerd en kan het werkelijke bereik worden vergroot, afhankelijk van het rijgedrag. In de dynamische modus is het doel optimale prestaties.
Als de actuele verkeerssituatie dynamisch rijden echter niet toelaat, reageert het thermomanagementsysteem hierop en minimaliseert het het energieverbruik voor de accuconditionering.
Post- en continue conditionering is een andere nieuwe functie in het thermische managementsysteem van de PPE. Deze functie bewaakt de batterijtemperatuur gedurende de gehele levensduur om de batterij op het optimale temperatuurbereik te houden, zelfs wanneer het voertuig stilstaat, bijvoorbeeld bij zeer hoge buitentemperaturen. De koelmiddelstroom werd geoptimaliseerd door het U-flowprincipe onder de batterijmodules te implementeren. Dit leidt tot hoge temperatuurhomogeniteit binnen de batterij, bewaakt door 48 temperatuursensoren, en uiteindelijk tot hoge energieleverings- en absorptieprestaties.
Met een laadstatus (SoC) van ongeveer 10% hebben voertuigen in de Audi Q6 e-tron-serie slechts tien minuten nodig bij een snellaadstation met een maximaal laadvermogen van 270 kW met DC-laden om een bereik van maximaal 255 kilometer (158 mijl) te genereren onder ideale omstandigheden. Het duurt 21 minuten om de HV-batterij op te laden van een SoC van tien procent naar 80 procent. Een communicatiecontrole-eenheid, aangeduid als de Smart Actuator Charging Interface Device (SACID), fungeert als een interface om een verbinding tot stand te brengen tussen de laadaansluiting en het laadstation en verzendt de binnenkomende gestandaardiseerde informatie naar de HCP5-domeincomputer.
Thermisch beheer van voertuigen. Het thermische beheersysteem van het voertuig is opnieuw ontworpen. Om de toegenomen efficiëntie in de aandrijflijn en de daaruit voortvloeiende vermindering van warmteverlies te compenseren, wordt de water-glycol warmtepomp aangevuld met een luchtwarmtepomp. Dit betekent dat naast de restwarmte in het koelmiddel van de elektromotor, vermogenselektronica en accu ook de omgevingslucht kan worden gebruikt als warmtebron voor het interieur.
De temperatuurwisseling werkt nu rechtstreeks via een verwarmingsspiraal. Bovendien werd een 800-volt lucht-PTC-verwarmer ontwikkeld als een effectieve aanvulling, die ook direct de binnentemperatuurregeling in de airconditioningunit ondersteunt bij verhoogde verwarmingsbehoeften. Dit vermijdt de warmteverliezen die gepaard gaan met verwarmingscircuits op waterbasis.
Recuperatie- en wrijvingsremmen.In de regel kan met de PPE ongeveer 95% van alle dagelijkse remprocessen worden afgedekt via recuperatie, d.w.z. regeneratief remmen via de elektromotoren. Het gebruik van fictieremmen bij remmenging vindt overeenkomstig later of zeldzamer plaats. In de PPE wordt de recuperatiefunctie ook niet meer afgehandeld door het remregelsysteem, maar door de HCP1, een van de vijf krachtige computers in het voertuig, die verantwoordelijk is voor het aandrijfsysteem en de ophanging in de PPE. Hierdoor neemt de invloed van het aandrijfsysteem op het remsysteem toe.
De overgang van regeneratief remmen via de elektrische aandrijfsystemen naar mechanisch remmen via de hydraulisch bediende wrijvingsremmen is voor de bestuurder niet meer waarneembaar. De remmenging zorgt voor een goed gecontroleerd pedaalgevoel met een duidelijk gedefinieerd, constant drukpunt.
Het Intelligent Brake System (IBS), bekend van eerdere e-tron-modellen, heeft in het Premium Platform Electric een aanzienlijke verdere ontwikkeling ondergaan. Zo is voor het eerst asspecifieke remmenging mogelijk.
Recuperatie blijft indien nodig op de achteras, terwijl hydraulische druk op de vooras wordt gegenereerd. Zoals typisch voor Audi is er een optie voor twee-fase coasting recuperatie, selecteerbaar via de paddles op het stuurwiel. Coasting is ook mogelijk. Hierbij rolt de elektrische SUV vrij wanneer de voet van het gaspedaal wordt gehaald, zonder extra weerstand. Een andere optie in de Audi Q6 e-tron-serie is rijmodus "B", die heel dicht in de buurt komt van wat in de volksmond het "one-pedal feeling" wordt genoemd.
E³ 1.2 elektronische architectuur. Met de nieuwe elektronische architectuur E3 1.2 ervaren Audi-klanten de voordelen van voertuigdigitalisering directer dan ooit tevoren. E³ maakt het mogelijk om het aantal, de grootte en de resolutie van de schermen in de voertuigen te vergroten. Het is ook ontworpen voor draadloze updates (over the air) en voor het toevoegen van nieuwe functies, bijvoorbeeld door Functions on Demand aan te bieden.
In de Q6 e-tron-serie introduceert Audi een compleet nieuw, gestandaardiseerd infotainmentplatform op basis van Android Automotive. Talrijke voertuigfuncties kunnen worden aangestuurd met Audi's digitale assistent, een zelflerende spraakassistent. De digitale assistent is diep geïntegreerd in het voertuig en wordt voor het eerst gevisualiseerd door middel van een avatar in het dashboard (Audi Assistant Dashboard) en in het augmented reality head-up display. Met een winkel voor apps van derden kunnen gebruikers hun favoriete apps uit hun digitale ecosysteem ook rechtstreeks op het voertuigdisplay gebruiken.
De winkel biedt klanten toegang tot een breed scala aan apps, die direct in de MMI kunnen worden geïnstalleerd zonder dat ze hun smartphone hoeven te gebruiken. In eerste instantie zijn er applicaties uit de volgende categorieën beschikbaar: Muziek, Video, Gaming, Navigatie, Parkeren en opladen, Productiviteit, Weer en Nieuws. De categorie Muziek omvat bijvoorbeeld apps zoals Amazon Music en Spotify. De winkel wordt in de toekomst continu uitgebreid. Deze kan worden geselecteerd via een aparte tegel in de MMI. De extra apps worden vervolgens naadloos geïntegreerd in de MMI en zijn beschikbaar voor veilig en betrouwbaar gebruik tijdens de reis. Het aangeboden app-portfolio is specifiek voor elke markt. De bekende Audi-smartphone-interface voor de integratie van Apple CarPlay en Android Auto is ook beschikbaar in de Q6 e-tron-serie.
De schaalbare en toekomstbestendige elektronische architectuur stelt Audi in staat om verschillende voertuigmodellen en derivaten op een gestandaardiseerde elektronische basis aan te bieden. Deze aanpak vermindert de complexiteit in zowel ontwikkeling als productie en creëert extra schaalvoordelen. Bovendien vormt de nieuwe elektronische architectuur de basis voor toekomstige innovaties. Beveiliging (security by design) en updatemogelijkheden zijn vanaf het begin verankerd in de architectuur.
De overdracht van functies van het sensor-actuatorniveau naar het computerniveau, oftewel de toenemende ontkoppeling van hardware en software, zal het ook in de komende jaren mogelijk maken om op een veilige manier om te gaan met de toenemende complexiteit.
De focus van de ontwikkeling lag op high-performance en veilige netwerken van domeincomputers, besturingseenheden, sensoren en actuatoren. Vijf high-performance computers, bekend als het Audi high-performance computing platform (HCP), vormen het centrale zenuwstelsel van de E3 1.2. Alle voertuigfuncties worden toegewezen aan de verschillende HCP's volgens domein. Audi netwerkt de individuele voertuigsystemen met bekende automotive protocollen en met Gigabit Ethernet.
Bron van Green Car-congres
Disclaimer: De hierboven vermelde informatie wordt verstrekt door greencarcongress.com, onafhankelijk van Cooig.com. Cooig.com geeft geen verklaringen en garanties met betrekking tot de kwaliteit en betrouwbaarheid van de verkoper en producten.
