Nová platforma PPE (Premium Platform Electric) pro prémiové elektromobily, vyvinutá společně se značkou Porsche, je hlavním stavebním kamenem pro rozšiřování celkové nabídky čistě elektricky poháněných modelů Audi.
Pro novou generaci zcela elektrických modelů Audi byly nově vyvinuty elektromotory s výkonovou elektronikou a převodovkou a přizpůsobeny požadavkům akumulátorového elektromobilu, což platí i pro vysokovýkonnou sadu akumulátorů se všemi periferními komponenty.
Čím se odlišují elektromotory pro PPE od dosud používaných elektrických pohonů?
Všechny komponenty pohonu pro PPE mají v porovnání s dosud vyvinutými a používanými elektrickými pohony ještě kompaktnější konstrukci a vyznačují se vyšší účinností. Jen souhrn všech opatření pro hospodárnost nových elektromotorů pro PPE prodlužuje dojezd o 40 km oproti první generaci modelu Audi e-tron.
V oblasti výroby výrazně vzrostl stupeň automatizace a podíl vlastní výroby na celkové produkci. Nově vyvinuté elektromotory pro PPE zabírají o 30 % menší prostor než agregáty dosavadních elektricky poháněných modelů. A jejich hmotnost byla snížena o 20 %.
Synchronní elektromotor s permanentními magnety pro modelovou řadu Audi Q6 e-tron, který pracuje na zadní nápravě, má axiální délku 200 milimetrů. Asynchronní elektromotor na přední nápravě, který se ve vypnutém stavu otáčí bez znatelných ztrát, má délku 100 milimetrů.
SOUVISEJÍCÍ: Audi zahajuje v Győru výrobu elektromotorů pro PPE
Nové vinutí, vyráběné speciální technologií laserového svařování (tzv. metoda Hairpin), spolu s přímým chlazením rozstřikovaným olejem ve statoru elektromotoru významně přispívá k vyšší účinnosti pohonu. Faktor plnění tak vzrostl na 60 % ze 45 % u dosud používaných konvenčních vinutí.
K vyšší účinnosti přispívá rovněž elektricky poháněné olejové čerpadlo v převodovce. Značka Audi se kromě toho mohla díky chlazení rotoru olejem dalekosáhle vzdát použití těžkých chemických prvků vzácných zemin, a současně se tím podařilo zvýšit hustotu výkonu o 20 %.
Co značka Audi změnila u výkonové elektroniky a převodovky pro PPE?
Výkonová elektronika (pulsní měnič) ovládá elektromotor, a kromě toho přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý. Data pro přesné řízení pulsního měniče poskytuje doménový počítač HCP1 (High-Performance Computing Platform 1), který má na starosti pohon a podvozek.
Ve výkonnější variantě kapalinou chlazené výkonové elektroniky jsou použity polovodiče z karbidu křemíku, které se vyznačují především v oblasti částečného zatížení o 60 % vyšší účinností, a kromě toho jsou také odolnější.
Významně tak přispívají k hospodárnosti a vyšší účinnosti elektromotorů pro PPE. Oproti křemíkovým polovodičům se tím podařilo prodloužit dojezd o 20 km. Díky elektrickému systému s napětím 800 V lze navíc u kabelů pro akumulátorovou baterii a elektromotor použít tenčí vodiče. Tím se snižují nároky na prostor, hmotnost i spotřeba surovin.
Vzhledem k uvolňování menšího množství ztrátového tepla se systém méně zahřívá, a chladicí soustava tak může být menší a efektivnější. Převodovka má systém mazání se suchou skříní a elektricky poháněné olejové čerpadlo. Ozubená kola jsou přitom ostřikována olejem přímo. Tato konstrukce minimalizuje třecí ztráty a je prostorově méně náročná.
Jakými technickými opatřeními zlepšuje PPE proces nabíjení?
K zásadnímu zlepšení procesu nabíjení významně přispívá elektrická soustava s napětím 800 V, která je nezbytná pro dosažení nabíjecích výkonů až 270 kW. Chemické složení akumulátorových článků bylo optimalizováno, aby byly tak vysoké nabíjecí výkony vůbec možné.
Značce Audi se přitom podařilo dosáhnout optimální rovnováhy mezi energetickou hustotou a nabíjecím výkonem. Společně s dodavateli vyvinuté akumulátorové články nabízejí vysokou hustotu energie a mají výrazně menší obsah kobaltu i nižší elektrický odpor pro nejlepší možné nabíjecí výkony.
K vysokým nabíjecím výkonům a dlouhé životnosti vysokovýkonné sady akumulátorů u platformy PPE zásadně přispívá také inteligentní systém řízení chladicí soustavy. Nejdůležitějším modulem je prediktivní systém řízení provozní teploty, který využívá data z navigačního systému, informace o průběhu trasy, časovač odjezdu a způsob používání vozidla zákazníkem k předběžným výpočtům potřebného chladicího nebo topného výkonu pro jeho včasné a současně efektivní zajištění.
Pokud zákazník přijede k vysokovýkonnému nabíjecímu stojanu za účelem nabíjení, které je součástí naplánované trasy, připraví prediktivní systém řízení provozní teploty akumulátorovou baterii jejím ochlazením nebo zahřátím na proces nabíjení stejnosměrným proudem, aby mohl nabíjecí proces probíhat rychleji. Tím se zkrátí doba nabíjení.
Pokud má vůz za jízdy před sebou například větší stoupání, připraví na to systém řízení provozní teploty vysokonapěťovou akumulátorovou baterii příslušným chlazením, aby zabránil jejímu vyššímu tepelnému zatížení. Pokud si řidič zvolil v menu voliče jízdních režimů drive select modus efficiency, dojde k pozdější aktivaci procesu temperování sady akumulátorů.
V závislosti na způsobu jízdy se tím může prodloužit reálný dojezd. V režimu dynamic zajišťuje systém optimální výkon. Pokud by však aktuální dopravní situace žádnou dynamickou jízdu neumožňovala, systém řízení provozní teploty tuto skutečnost zohlední a minimalizuje spotřebu elektrické energie pro temperování akumulátorové baterie.
Novinkou v systému řízení provozní teploty u platformy PPE je navíc dodatečné a trvalé temperování. Tato funkce monitoruje po celou dobu životnosti teplotu sady akumulátorů, aby zůstala v optimálním rozsahu také u stojícího vozidla – například při velmi vysokých venkovních teplotách.
Proudění chladicí kapaliny pod moduly akumulátorových článků bylo optimalizováno použitím principu obousměrného vedení. Tato technologie zajišťuje vysokou rovnoměrnost teploty uvnitř sady akumulátorů, kterou monitoruje 48 senzorů teploty, a umožňuje vysoké výkony při výdeji i příjmu elektrické energie.
Jak rychle se vysokonapěťová sada akumulátorů u platformy PPE nabíjí?
Při stavu nabití 10 procent postačuje vozidlům modelové řady Audi Q6 e-tron k prodloužení dojezdu až o 255 kilometrů pouhých deset minut u stojanu pro rychlé nabíjení. Za ideálních podmínek je přitom využíván maximální výkon stejnosměrného nabíjení 270 kW.
Při nabíjení vysokonapěťové sady akumulátorů z 10 na 80 % uplyne jen 21 minut. Komunikační řídicí jednotka SACID (Smart Actuator Charger Interface Device), která plní funkci informačního rozhraní, propojí nabíjecí zásuvku s nabíjecím stojanem a příchozí informace předává doménovému počítači HCP5.
Jaké další inovace realizovala značka Audi v systému řízení provozní teploty vozidla?
Systém řízení provozní teploty vozidla byl nově koncipován. Vyšší efektivita poháněcího systému spojená s nižšími tepelnými ztrátami je kompenzována doplněním tepelného čerpadla voda/glykol tepelným čerpadlem vzduch/vzduch.
Pro vyhřívání interiéru tak lze jako zdroj tepla využívat kromě odpadního tepla z chladicí kapaliny elektromotoru, výkonové elektroniky a sady akumulátorů také ještě okolní vzduch. Výměna tepla funguje nyní přímo prostřednictvím topného registru.
Jako účinný doplněk bylo navíc vyvinuto 800V přídavného topné těleso pro ohřívání vzduchu, které pomáhá přímo v klimatizační jednotce pokrývat zvýšenou potřebu tepla pro temperování interiéru. Tímto způsobem jsou eliminovány ztráty tepla, k nimž dochází u kapalinových topných obvodů.
Jak v modelu Q6 e-tron* spolupracuje rekuperace kinetické energie s třecími brzdami?
U vozidel na základě platformy PPE (Premium Platform Electric) lze v zásadě pokrývat 95 % všech brzdných procesů v každodenním provozu rekuperací, tedy použitím elektromotorů. K zapojení třecích brzd při kombinovaném brzdění proto dochází později, resp. vzácněji.
Navíc funkce rekuperace u PPE již není realizována prostřednictvím regulačního systému brzdové soustavy, nýbrž prostřednictvím HCP1 – jednoho z pěti vysokovýkonných počítačů, který je v rámci platformy PPE odpovědný za pohon a podvozek. Tím se zvětšuje vliv pohonu na brzdovou soustavu.
Přechod od brzdění elektrickou rekuperací prostřednictvím elektromotorů k mechanickému brzdění hydraulicky ovládanými třecími brzdami je pro řidiče nepostřehnutelný. Hladká součinnost obou druhů brzd zajišťuje optimální charakteristiku brzdového pedálu s precizním dávkováním a jasně definovanou, konstantní modulací brzdného účinku.
Z dosavadních modelů e-tron známý inteligentní brzdový systém IBS (Intelligent Brake System) byl v rámci PPE výrazně zdokonalen. Poprvé je možné kombinování obou druhů brzd regulovat na obou nápravách nezávisle na sobě. V případě potřeby přitom zůstává na zadní nápravě aktivní rekuperace, zatímco na přední nápravě je vytvářen hydraulický tlak.
Pro značku Audi typická je možnost nastavovat intenzitu rekuperace ve dvou stupních páčkami na volantu. Kromě toho je možná také setrvačná jízda bez dodatečných ztrát, pokud řidič elektrického SUV uvolní pedál plynu. Další variantou v modelové řadě Audi Q6 e-tron je provozní režim „B“, jehož charakteristika umožňuje ovládat zrychlování a zpomalování téměř výhradně jedním pedálem.
Jaké výhody nabízí zákazníkům E3 1.2?
Díky nové elektronické architektuře E3 1.2 si mohou zákazníci značky Audi ve svém voze užívat výhody digitalizace s ještě větší intenzitou než dosud. E3 1.2 umožňuje další zvětšení počtu, velikosti a rozlišení displejů ve vozidlech.
Navíc je tato elektronická architektura koncipována pro bezdrátové aktualizace OTA (Over-the-Air) a pro rozšiřování o nové funkce, například nabídkou funkcí na požádání. Audi zavádí v modelové řadě Q6 e-tron zcela novou, jednotnou platformu informačních a zábavních systémů založených na operačním systému Android Automotive.
Tzv. digitální asistent je hlasový asistent, který se dokáže sám učit a umožňuje ovládání mnoha funkcí vozidla. Digitální asistent je hluboce integrován do vozidla a poprvé je zobrazován jako avatar na přístrojové desce (Audi Assistant Dashboard) a na head-up displeji s rozšířenou realitou.
Uživatelé mohou díky obchodu s aplikacemi od nezávislých poskytovatelů navíc používat mnoho svých oblíbených aplikací z digitálního ekosystému přímo na displeji vozidla.
V uvedeném obchodě mají zákazníci přístup k mnoha aplikacím, které si mohou stáhnout přímo do MMI nezávisle na chytrém telefonu. Zpočátku jsou k dispozici aplikace z následujících kategorií: hudba, video, hry, navigace, parkování a nabíjení, produktivita, počasí a zpravodajské služby.
Například v rubrice „hudba“ se nacházejí aplikace, jakými jsou Amazon Music nebo Spotify. Obchod bude v budoucnosti neustále rozšiřován. Přístupný je prostřednictvím samostatné dlaždice v MMI. Dodatečné aplikace jsou následně hladce integrovány do MMI, aby je bylo možné bezpečně a spolehlivě využívat i během jízdy.
Portfolio aplikací je sestavováno specificky pro jednotlivé trhy. Modelová řada Q6 e-tron je samozřejmě vybavena známým rozhraním Audi Smartphone Interface pro integraci systémů Apple CarPlay a Android Auto.
V čem spočívají výhody nové elektronické architektury pro vozy Audi?
Rozšiřitelná elektronická architektura je připravena na budoucnost a značce Audi umožňuje nabízet různé modely a jejich varianty s jednotným elektronickým základem. Tento postup minimalizuje složitost jak ve vývoji, tak i ve výrobě a přináší dodatečné úspory z rozsahu. Nová elektronická architektura je navíc základem budoucích inovací.
Do této architektury je od začátku zakotvena vysoká úroveň zabezpečení (Security by Design) spolu s možností aktualizace. Přesun funkcí z úrovně senzor-výkonný prvek na úroveň počítače, tedy rostoucí oslabování vazby mezi softwarem a hardwarem, umožní navíc v nadcházejících letech ještě lépe zvládat narůstající složitost.
Jaké novinky přináší E3 1.2 z hlediska hardwaru?
Těžiště vývoje spočívalo ve výkonném a zabezpečeném síťovém propojení doménových počítačů, řídicích jednotek, senzorů a výkonných prvků. Pět vysokovýkonných počítačů, které Audi označuje zkratkou „HCP“ (High-Performance Computing Platform), tvoří centrální nervový systém architektury E3 1.2. Všechny funkce vozidla jsou přiřazeny k různým HCP podle domén. Audi síťově propojuje jednotlivé systémy vozidla známými automobilovými protokoly a gigabitovým ethernetem.
zdroj: tisková zpráva
