(video) Ce este PPE, baza noilor Audi Q6 e-tron și Porsche Macan Electric? Tot ce trebuie să știi

Acum ştirile şi articolele noastre sunt şi pe Telegram! ABONEAZĂ-TE!
Le puteţi şi comenta acolo 😉
Abonaţii văd şi conţinut exclusiv!

Așadar, avem lansate primele mașini pe baza platformei PPE, care se descifrează prin Premium Platform Electric (PPE). Și pentru că urmează să formeze multe alte viitoare modele, considerăm oportun să intrăm în detalii pentru că sunt interesante.

Prima mențiune despre PPE a fost în 2018. Atunci am aflat că este un proiect comun al departamentelor de dezvoltare de la Audi și Porsche. Că va fi fundația pentru mai multe familii de modele Audi, cu propulsie complet electrică, care acoperă segmentele de volum mare de la B la D.

Și iată că abia acum în 2024 vedem primele implementări concrete: noile Audi Q6 e-tron și Porsche Macan Electric.

Caracteristici cheie:

• Seria Audi Q6 e-tron marchează pentru prima dată când un model complet electric este fabricat acasă la Audi, în Ingolstadt. În plus, sediul central este și prima locație Audi din Germania care are propria sa platformă de asamblare a bateriilor.

• Încă de la început, componentele tehnice ale PPE au fost dezvoltate ținând cont de cerințele particulare ale vehiculelor electrice cu baterie și grupate în funcție de funcționalitate. Noua arhitectură valorifică toate beneficiile vehiculelor complet electrice. Componentele au un design modular. 

• PPE include arhitectura de 800 de volți, motoare electrice puternice și un sistem modern de gestionare a bateriei și a încărcării. PPE permite un ampatament, ecartament și gardă la sol diferite, dar suficiente pentru a face atât mașini cu podea înaltă, cât și modelele cu podea plată, rezultând beneficii de design, greutate și eficiență.

• Pe lângă cele notate anterior, Q6 e-tron va fi primul model Audi care va folosi noua arhitectură electronică E³, în versiunea 1.2. Numele se descifrează end-to-end electronic architecture.
  • Arhitectura se bazează pe o nouă structură de computer de domeniu cu cinci calculatoare de înaltă performanță, care controlează toate funcțiile vehiculului, de la funcțiile de infotainment și conducere până la conducerea semi-automatizată în etapele ulterioare de evoluție. 
  • Cu E³ 1.2, Audi aduce cea mai recentă arhitectură electronică și software pe care le-a dezvoltat împreună cu CARIAD pentru modelelor sale, inclusiv caracteristici specifice mărcii. 
  • Arhitectura electronică, care este utilizată scalabil în cadrul Grupului Volkswagen, reprezintă următorul pas în digitalizarea portofoliului de modele. 
  • Pe lângă o nouă platformă de infotainment bazată pe sistemul de operare Android Automotive, E³ 1.2 oferă și baza pentru actualizări și upgrade-uri rapide ale software-ului.
  • Transferul de funcții de la nivelul senzor-actuator la nivelul computerului, adică decuplarea tot mai mare de hardware și software, va conduce la un management fiabil al complexității tot mai mari în anii următori. 
  • Un alt obiectiv este conectivitatea backend de înaltă performanță și fără întreruperi pentru aplicațiile de date Car-to-X și funcțiile offboard care necesită calcul intensiv. 
  • Audi va introduce noua arhitectură electronică treptat în toate modelele de vehicule viitoare.

• Toate funcțiile vehiculului sunt alocate computerelor respective în funcție de domenii. 
  • HCP1 este responsabil pentru sistemul de propulsie și suspensie, dinamica longitudinală și laterală, în timp ce sistemele de asistență a șoferului sunt controlate de HCP2. 
  • Toate funcțiile de infotainment sunt organizate în HCP3, iar funcțiile de confort precum controlul luminii, aerul condiționat și reglarea scaunelor sunt grupate în HCP4.
  • În cele din urmă, HCP5 se ocupă de rețeaua internă centrală între computerele de domeniu și stabilește conexiunea dintre vehicul și lumea digitală exterioară. 
  • Cantitățile mari de date schimbate în vehicul în timpul actualizărilor software sau între senzorii, actuatorii și procesoarele sistemelor de asistență pentru șofer necesită conexiuni în bandă largă. Prin urmare, pe lângă protocoalele auto cunoscute, Audi folosește standardul Gigabit Ethernet. 
  • Toate HCP-urile sunt dimensionate pentru a fi echipate pentru îmbunătățiri funcționale viitoare. Ca rezultat, o experiență premium fără probleme este, de asemenea, garantată pentru funcții suplimentare și upgrade-uri ulterioare ale sistemului. Calculatoarele de înaltă performanță din vehicul sunt, de asemenea, susținute de o conexiune perfectă la funcțiile Car-to-X și de un server de backend pentru sarcini deosebit de intense de calcul.

• Motoarele electrice pentru PPE sunt făcute la cea mai mare fabrică Audi de propulsie din lume, cea din Győr, Ungaria. Sistemele de propulsie vor fi utilizate inițial în seria Audi Q6 e-tron, care este produsă la Ingolstadt, dar și pe noul Porsche Macan Electric. Győr produce sistemele de antrenare PPE pe o suprafață de aproximativ 15.000 de metri pătrați, în plus față de producerea de componente pentru stator, transmisie și asamblarea osiilor.
  • Pentru producerea motoarelor electrice pentru PPE, Audi a instalat trei noi linii de producție. Linia de producție pentru statoare are 28 de trepte de lucru, cea pentru componente de transmisie are 15. Asamblarea unei osii necesită mai mult de 190 de trepte individuale.
  • În total, aproximativ 700 de angajați sunt implicați în producerea sistemelor de propulsie pentru PPE. În Győr, trei schimburi sunt capabile să producă zilnic 2000 de motoare electrice.
  • În ceea ce privește producția, grupul de propulsie pentru PPE este într-o ligă cu totul diferită. Datorită diferențelor tehnice, liniile arată complet diferit. Numai pentru PPE se folosesc 15 mașini de îndoit automate pentru a realiza înfășurările tridimensionale de tip hairpin windings și două sisteme pentru a suda cu laser capetele după aceea. 
  • Fiecare stator conține 140 de metri de sârmă de cupru. Este nevoie de un total de 235 de sudări cu laser pentru a realiza unul.

• Un grup motopropulsor de pe o osie constă din trei componente principale: motor electric, electronică de putere (invertor cu modularea lățimii impulsului) și transmisie. Per total, fiecare dintre componente iese în evidență datorită eficienței mai mari. Sunt proiectate pentru a fi scalabile și mai compacte.
  • Ca rezultat, cuplul poate fi variat prin reglarea lungimii motorului electric. Cuplul trimis la roți și viteza maximă sunt influențate în transmisie de împerecherea treptelor de viteză. 
  • Noile motoare electrice necesită, de asemenea, cu aproximativ 30 la sută mai puțin spațiu de instalare decât motoarele utilizate anterior la modelele Audi cu propulsie electrică. 
  • În plus, noul design a făcut posibilă reducerea greutății cu aproximativ 20%.

• Un avantaj semnificativ al motoarelor electrice ”redevelopate” este eficiența acestora. 
  • Principalii contribuitori la aceasta sunt o nouă înfășurare de tip hairpin winding în stator, semiconductori din carbură de siliciu în invertorul cu modulare a lățimii impulsului și o pompă electrică de ulei în transmisie. 
  • Noua înfășurare maximizează conducția curentului în statorul motorului electric. Această metodă permite, de asemenea, un număr mai mare de înfășurări: factorul de umplere este acum de 60 în loc de 45% în comparație cu înfășurările utilizate anterior. 
  • Datorită răcirii rotorului cu ulei, Audi a putut, de asemenea, să evite utilizarea pământurilor rare în cea mai mare măsură posibilă. 
  • În total, pierderile cauzate de frecarea sistemelor de acționare electrică au scăzut semnificativ cu aproximativ 50 la sută!

• Răcirea directă a motoarelor electrice cu ulei, soluție folosită pentru prima dată, menține componente precum înfășurarea statorului și magneții permanenți în rotor în intervalul optim de temperatură. Ca rezultat, raportul putere/greutate al sistemului de propulsie pentru PPE este cu aproximativ 60% mai mare decât cel al sistemelor de propulsie de primă generație.

• Sistemele de propulsie electrice pentru PPE se remarcă, de asemenea, datorită acusticii deosebit de silențioase și confortabile. Suporturile de motor turnate pe carcasa optimizată structural, geometria dintelui îmbunătățită și un rotor segmentat contribuie la aceasta.

• Când se accelerează la putere maximă, pe noile modele cu PPE intră în acțiune un motor asincron (ASM) de pe puntea frontală. ASM nu conține niciun magnet, ci își generează câmpul magnetic prin inducție și, prin urmare, dacă este necesar, se poate roti liber, fără pierderi semnificative de rezistență. Principala unitate de propulsie și cea activă mereu este pe puntea din spate, un motor sincron cu magnet permanent (PSM). Pe puntea din spate se pot utiliza două unități! Electromotorul posterior pus pe seria Q6 e-tron este exclusiv pentru acest model!

• Tehnologia de 800 de volți utilizată în PPE oferă mai mult decât performanță ridicată și timpi scurți de încărcare. Ca urmare a tensiunii electrice mai mari, se pot folosi cabluri mai subțiri pentru cablarea bateriei și a motorului electric. Acest lucru reduce spațiul de instalare, greutatea și consumul de materii prime. Un alt avantaj al tehnologiei de 800 de volți este pierderea mai mică de căldură, care reduce necesarul de răcire.

• Ca parte a producției seriei Audi Q6 e-tron, aproximativ 1.000 de baterii de înaltă tensiune (HV) sunt asamblate în fiecare zi pe o suprafață de aproximativ 30.000 de metri pătrați. 
  • În total, aproximativ 300 de angajați lucrează în asamblarea bateriilor în trei schimburi. 
  • Rata de automatizare crește la aproximativ 90 la sută. Pentru fiecare baterie de înaltă tensiune, timpul de fabricație scade de la aproximativ două ore la doar 55 de minute. 
  • În comparație cu sistemele de baterii pe care Audi le-a folosit până în prezent, bateria pentru PPE este formată din doar 12 module cu un total de 180 de celule prismatice. Pentru comparație: bateria HV din Q8 e-tron este formată din 36 de module și 432 de celule. 
  • Mărirea semnificativă a celulelor corespunde îndeaproape tensiunii sistemului de 800 volți pentru a obține cel mai bun echilibru posibil între autonomie și performanța de încărcare.
  • Pentru PPE, raportul dintre nichel, cobalt și mangan în celule este de aproximativ 8:1:1.

• Reducerea numărului de module pentru bateriile PPE oferă o serie de avantaje. 
  • Bateria, care poate fi utilizată modular pentru modelele cu podea înaltă și cu podea plată, necesită mai puțin spațiu de instalare, este mai ușoară și poate fi integrată mai bine în structura de impact și în sistemul de răcire al vehiculului. De asemenea, necesită mai puține cabluri și conectori de înaltă tensiune. 
  • Numărul de elemente de fixare cu șuruburi a fost redus semnificativ. În plus, conexiunile electrice dintre module sunt mai scurte, ceea ce reduce substanțial pierderile și greutatea. 
  • O placă de răcire integrată în carcasa bateriei asigură un transfer omogen de căldură și, prin urmare, o condiționare aproape optimă a bateriei. 
  • Pragurile laterale de protecție din oțel format la cald nu sunt fixate pe baterie, ci sunt atașate foarte bine de corp. 
  • De asemenea, placarea sub caroserie din material compozit cu fibre este nouă. Această construcție reduce și mai mult greutatea și îmbunătățește izolația termică dintre baterie și mediu. Acest lucru permite ca bateria PPE să fie încălzită sau răcită mai eficient.

• Bateria HV pentru PPE a fost dezvoltată de la zero și structura sa a fost simplificată. 
  • Este echipată cu 12 module și 180 de celule și are o capacitate brută de stocare de 100 kWh (94.9 netă). Pentru fiecare modul sunt conectate în serie 15 celule electrochimice. 
  • Puterea maximă de încărcare a bateriei de 100 kWh este de 270 kW. 
  • O variantă cu o capacitate de 83 kWh va fi disponibilă ulterior. Acesta din urmă este formată din 10 module și 150 de celule. 
  • Datorită chimiei celulare optimizate și managementului termic de înaltă performanță, bateria de 100 kWh poate fi încărcată de la 10 la 80% în 21 de minute la o stație de încărcare rapidă adecvată. Obținerea unei autonomii de până la 255 km este posibilă în doar 10 minute.

• Controlerul de gestionare a bateriei (BMC), o unitate centrală de control dezvoltată special pentru PPE, este responsabilă pentru controlul curentului necesar pentru încărcarea rapidă, dar și pentru micșorarea degradării. 
  • BMC este complet integrat în bateria HV. 
  • Ca parte a unei monitorizări permanente, cele douăsprezece controlere de module de celule (CMS) trimit date precum temperatura curentă a modulului sau tensiunea celulei către BMC, care trimite informațiile sale, de exemplu privind starea de schimbare (SoC) către HCP4.
  • Acest computer, la rândul său, trimite date către noul management termic predictiv, care reglează circulația de răcire sau încălzire după cum este necesar pentru performanța optimă a bateriei.

• Și, dacă o stație de încărcare funcționează cu tehnologie de 400 de volți, bank-charging este posibil pentru prima dată. Bateria de 800 de volți este împărțită automat în două baterii cu tensiune egală, care pot fi apoi încărcate în paralel cu până la 135 kW. Ambele jumătăți ale bateriei sunt mai întâi aduse la același nivel de încărcare și apoi încărcate împreună.

• Managementul termic inteligent oferă o contribuție esențială la performanța ridicată de încărcare și durata de viață lungă a bateriei HV din PPE. Cea mai importantă componentă este managementul termic predictiv, care utilizează datele din navigație, traseu, cronometrul de plecare și comportamentul de utilizare al clientului pentru a calcula în prealabil necesarul de răcire sau încălzire, precum și pentru a le furniza atât eficient cât și la la fix. 
  • Dacă un client conduce la o stație de încărcare HPC inclusă în traseul planificat, managementul termic predictiv pregătește procesul de încărcare DC și răcește sau încălzește bateria astfel încât să se poată încărca mai repede, reducând astfel timpul de încărcare.
  • Dacă există o pată de drum abruptă în față, managementul termic ajustează temperatura bateriei HV prin răcire corespunzătoare pentru a preveni un stres termic mai mare.
  • Dacă clientul nu furnizează informații din care să poată fi derivate date predictive, un algoritm standard reglează managementul termic al bateriei HV. Acest algoritm colectează, de asemenea, o cantitate mare de informații și reacționează la situația de conducere. Dacă, de exemplu, șoferul a selectat modul de eficiență în meniul de selectare a conducerii, condiționarea bateriei este activată ulterior, iar autonomia reală poate fi mărită în funcție de comportamentul de condus. În modul dinamic, scopul este performanța optimă. Cu toate acestea, dacă situația actuală a traficului nu permite conducerea dinamică, managementul termic va reacționa la acest lucru și va minimiza consumul de energie pentru condiționarea bateriei.

• Post-condiționarea și condiționarea continuă sunt, de asemenea, noi în managementul termic al PPE. Aceste funcții monitorizează temperatura bateriei pe toată durata de viață a mașinii, astfel încât bateria să fie menținută în intervalul optim de temperatură chiar și atunci când vehiculul nu este în mișcare – de exemplu în cazul temperaturilor exterioare calde. Această măsură contribuie, de asemenea, la prelungirea duratei de viață a bateriei.

• Datorită omogenității ridicate a temperaturii din cadrul bateriei, performanța poate fi crescută – motiv pentru care lichidul de răcire este direcționat sub module conform principiului U-flow. Placa de răcire a bateriei este, de asemenea, o componentă structurală a bateriei, ceea ce permite eliminarea unui panou suplimentar de podea în spațiul HV al carcasei bateriei și optimizarea conexiunii termice la module folosind o pastă termoconductoare.

• Gestionarea încărcării acceptă standardul internațional de încărcare CSS (Combined Charging System). Pentru încărcare rapidă și fiabilă, computerul de înaltă performanță HCP5 gestionează procesul în cadrul noii structuri de computer de domeniu a arhitecturii electronice E³ 1.2. O unitate de control a comunicațiilor, denumită Smart Actuator Charging Interface Device (SACID), acționează ca o interfață pentru a stabili o legătură între vehicul și stația de încărcare și transmite informațiile standardizate primite către computerul de domeniu HCP5.

• Pentru modelele PPE pentru piața europeană, Audi planifică opțiuni de încărcare DC și AC prin intermediul unui conector combo CCS în partea stângă posterioară a vehiculului. Un conector suplimentar de încărcare AC va fi instalat pe partea opusă a vehiculului. 
  • Seria Audi Q6 e-tron se încarcă standard cu curent alternativ de 11 kW. Aceasta înseamnă că o baterie goală este reîncărcată peste noapte. Încărcarea AC cu 22 kW va fi oferită ca opțiune la o dată ulterioară. 
  • Capacele porturilor de încărcare pot fi deschise în mod convenabil electronic prin intermediul afișajului MMI sau apăsând pe capacul propriu-zis, cu o presiune ușoară asupra centrului capacitiv. După ce cablul de încărcare este scos, portul de încărcare se închide automat.

• Funcționalitatea „Plug & Charge” este inclusă standard în seria Q6 e-tron. Plug & Charge este disponibil în prezent la stațiile de încărcare IONITY, precum și la cele ale altor operatori de puncte de încărcare și va deveni disponibil la tot mai mulți furnizori. Aici este necesar de introdus conectorul de încărcare doar după o activare unică în vehicul. Vehiculul și stația de încărcare comunică printr-o conexiune criptată. Procesul de încărcare începe automat, iar facturarea se efectuează prin mijloacele de plată salvate în aplicația myAudi, cum ar fi un card de credit.

• O componentă importantă în creșterea eficienței și, prin urmare, a autonomiei este și sistemul avansat de recuperare. Aproximativ 95% din toate procesele zilnice de frânare pot fi gestionate de acest sistem. Audi Q6 e-tron poate recupera energie cu o putere de până la 220 kW.

Oricine cumpără un nou Audi complet electric se va putea încărca economic din prima zi. Pentru primul an, Audi va plăti taxa de abonament de 14.99 euro pe lună pentru planul Pro al rețelei IONITY. 

GALERIE FOTO: