與保時捷聯(lián)合開發(fā)的高端電動平臺(PPE)是擴大奧迪全電動車型全球產(chǎn)品組合的關鍵組成部分。對于奧迪來說,這代表著成為可持續(xù)高端出行領先提供商的重要一步。對于奧迪的下一代電動汽車,該公司重新開發(fā)了電動機、電力電子設備、變速箱以及高壓電池和所有相關部件,并根據(jù)純電動汽車的要求進行了量身定制。
PPE 的電動機與迄今為止使用的電力驅(qū)動系統(tǒng)有何不同?
PPE 的所有動力總成組件的設計比之前開發(fā)和安裝的驅(qū)動系統(tǒng)更加緊湊,并且由于效率更高而脫穎而出??偟膩碚f,與第一代奧迪 e-tron 相比,圍繞 PPE 新型電動機的效率措施可以使續(xù)航里程增加 40 公里。在生產(chǎn)領域,自動化程度和制造垂直范圍顯著提高。 PPE 的新型電動機所需的安裝空間比以前的電動型號減少了約 30%。它們的重量減輕了約 20%。
奧迪Q6 e-tron系列后橋上的PSM(永磁同步電機)長度為200毫米。前軸上的ASM(異步電機)長度為100毫米。不使用時,它能夠自由旋轉(zhuǎn),而不會產(chǎn)生明顯的阻力損失。
電機定子中的新型發(fā)夾式繞組和直接噴油冷卻系統(tǒng)極大地提高了驅(qū)動系統(tǒng)的效率。例如,與之前使用的傳統(tǒng)繞組的 45% 相比,填充因子已增加至 60%。
變速箱中的電動油泵也有助于提高效率。得益于轉(zhuǎn)子油冷卻,奧迪還能夠很大程度上免除重稀土元素的使用,同時將功率密度提高 20%。
奧迪在 PPE 的電力電子和變速箱方面做了哪些改變?
電力電子設備(逆變器)控制電動機,并將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。逆變器精確控制的數(shù)據(jù)由負責驅(qū)動系統(tǒng)和懸架的域計算機HCP1(高性能計算平臺1)提供。更強大的水冷逆變器版本中安裝了碳化硅半導體。由于效率提高了 60%,它們在部分負載下尤其出色,并且更加可靠。因此,它們對 PPE 電動機的效率和更高性能做出了重大貢獻。與硅半導體相比,續(xù)航里程優(yōu)勢約為20公里。
由于采用 800 伏架構,電池和電動機的接線也可以使用更細的電線。這減少了安裝空間、重量和原材料消耗。由于熱損失較低,系統(tǒng)發(fā)熱較少,因此冷卻系統(tǒng)也更小、更高效。該變速箱采用干式油底殼潤滑和電動油泵。噴嘴直接噴射齒輪。這種設計最大限度地減少了摩擦損失,并減少了安裝空間。
哪些技術措施可以提高個人防護裝備的充電性能?
充電輸出高達 270 kW 所需的 800 伏架構是高充電性能的關鍵因素之一。電池化學經(jīng)過優(yōu)化以適應如此高的值。奧迪在能量密度和充電性能之間取得了最佳平衡。與供應商合作開發(fā)的電池具有高能量密度、顯著降低的鈷含量和更低的電阻,從而實現(xiàn)最佳的充電性能。
除了 800 伏架構之外,智能熱管理對于 PPE 中高壓電池的高充電性能和長使用壽命做出了重大貢獻。最重要的組成部分是預測熱管理,它使用來自導航系統(tǒng)、路線、出發(fā)計時器和客戶使用行為的數(shù)據(jù)來提前計算冷卻或加熱的需求,并在正確的時間高效地提供它們。
如果客戶駕車前往路線規(guī)劃中包含的 HPC 充電站充電,預測熱管理系統(tǒng)將準備直流充電過程并對電池進行冷卻或加熱,以便充電速度更快,從而減少充電時間。如果未來出現(xiàn)更陡峭的上升,熱管理系統(tǒng)將通過適當?shù)睦鋮s來調(diào)整高壓電池,以防止更高的熱負荷。如果駕駛員在駕駛選擇菜單中選擇了效率模式,則稍后會激活電池調(diào)節(jié),并且可以根據(jù)駕駛行為增加實際行駛里程。在動態(tài)模式下,目標是最佳性能。
然而,如果當前的交通狀況不允許動態(tài)駕駛,熱管理系統(tǒng)將對此做出反應并最大限度地減少電池調(diào)節(jié)的能源使用。
后期和連續(xù)調(diào)節(jié)是個人防護裝備熱管理系統(tǒng)的另一個新功能。該功能在整個使用壽命期間監(jiān)控電池溫度,即使在車輛靜止時(例如,在非常高的室外溫度下)也能將電池保持在最佳溫度范圍。通過在電池模塊下方實施 U 型流原理,優(yōu)化了冷卻劑流量。這導致電池內(nèi)的高溫均勻性(由 48 個溫度傳感器監(jiān)控),并最終實現(xiàn)高能量傳輸和吸收性能。
PPE 的高壓 (HV) 電池充電速度有多快?
奧迪 Q6 e-tron 系列車輛的充電狀態(tài) (SoC) 約為 10%,在快速充電站只需 10 分鐘,最大充電功率為 270 kW,采用直流充電即可產(chǎn)生高達 10% 的續(xù)航里程理想條件下為255 公里(158 英里)。 HV 電池從 SoC 的 10% 充電到 80% 需要 21 分鐘。通信控制單元,稱為智能執(zhí)行器充電接口設備(SACID),充當在充電插座和充電站之間建立鏈路的接口,并將傳入的標準化信息傳輸?shù)紿CP5域計算機。為 PPE 平臺打造的高壓電池中,鎳、鈷、錳的比例約為 8:1:1,與以往的電池相比,鈷的比例減少,鎳的比例增多,對環(huán)境更加友好。
奧迪在車輛熱管理方面還實施了哪些創(chuàng)新?
車輛的熱管理系統(tǒng)經(jīng)過重新設計。為了補償傳動系統(tǒng)效率的提高和由此產(chǎn)生的熱損失的減少,水-乙二醇熱泵由空氣熱泵補充。這意味著除了電動機、電力電子設備和電池的冷卻劑中的廢熱之外,環(huán)境空氣也可以用作內(nèi)部的加熱源。現(xiàn)在,溫度交換直接通過加熱線圈進行。此外,還開發(fā)了 800 伏空氣 PTC 加熱器作為有效補充,在加熱需求增加的情況下,它還可以直接支持空調(diào)裝置的內(nèi)部溫度控制。這避免了與水基加熱回路相關的熱損失。
Q6 e-tron 中的能量回收和摩擦制動器的使用如何協(xié)同工作?
一般來說,使用 PPE,大約 95% 的日常制動過程可以通過能量回收來完成,即通過電動機進行再生制動。虛構制動器在制動混合中的使用相應地出現(xiàn)得較晚或較少。在PPE中,能量回收功能也不再由制動控制系統(tǒng)處理,而是由HCP1處理,HCP1是車輛中的五個高性能計算機之一,負責PPE中的驅(qū)動系統(tǒng)和懸架。其結果是,驅(qū)動系統(tǒng)對制動系統(tǒng)的影響增大。
從通過電力驅(qū)動系統(tǒng)的再生制動到通過液壓驅(qū)動的摩擦制動器的機械制動的轉(zhuǎn)變對于駕駛員來說不再是感知的。制動混合確保良好控制的踏板感覺和明確定義的恒定壓力點。
之前 e-tron 車型所采用的智能制動系統(tǒng) (IBS) 在 Premium Platform Electric 中得到了進一步的重大發(fā)展。例如,首次實現(xiàn)了針對車軸的制動混合。根據(jù)需要,能量回收保留在后軸上,同時在前軸上產(chǎn)生液壓。與奧迪的典型做法一樣,有一個兩級滑行恢復選項,可通過方向盤上的撥片進行選擇。滑行也是可能的。當腳離開油門時,電動 SUV 可以自由滾動,不會產(chǎn)生額外的阻力。奧迪 Q6 e-tron系列的另一個選擇 是駕駛模式“B”,它非常接近通俗所說的“單踏板感覺”。
奧迪 Q6 e-tron 底盤的大部分系統(tǒng)和部件都為全新研發(fā),在底盤調(diào)校方面,奧迪秉持精確理念,確保懸架控制系統(tǒng)之間精準協(xié)調(diào)。前軸經(jīng)過重新設計,奧迪 Q6 e-tron 的駕駛動態(tài)有了顯著改進。例如,奧迪 Q6 e-tron 首次將控制臂安裝在支臂前方,以優(yōu)化高壓電池的安裝空間。此外,新研發(fā)的部件還優(yōu)化了車輛的運動學參數(shù)。