La Premium Platform Electric (PPE) d'Audi, développée conjointement avec Porsche, est un élément clé pour l'expansion de la gamme mondiale de modèles Audi entièrement électriques. Pour la prochaine génération de véhicules électriques d'Audi, l'entreprise a redéveloppé les moteurs électriques, l'électronique de puissance, la transmission ainsi que la batterie haute tension et tous les composants associés, et les a adaptés exactement aux exigences des véhicules électriques à batterie.
L'Audi Q6 e‑tron est le premier modèle de production équipé du PPE. (Message précédent.)
Moteurs. Tous les composants du groupe motopropulseur du PPE sont conçus pour être encore plus compacts que les systèmes d'entraînement développés et installés précédemment et se distinguent par une efficacité supérieure. Au total, les mesures d'efficacité autour des nouveaux moteurs électriques de l'EPI permettent une autonomie supplémentaire de 40 kilomètres par rapport à l'Audi e-tron de première génération.
Dans le domaine de la production, le degré d'automatisation et la diversité verticale de la fabrication ont considérablement augmenté. Les nouveaux moteurs électriques du PPE nécessitent environ 30 % d'espace d'installation en moins que ceux des modèles électriques précédents. Leur poids a été réduit d'environ 20 %.
Le PSM (moteur synchrone à aimant permanent) sur l'essieu arrière de la série Audi Q6 e-tron a une longueur de 200 millimètres. L'ASM (moteur asynchrone) sur l'essieu avant a une longueur de 100 millimètres. Lorsqu’il n’est pas utilisé, il peut tourner librement sans pertes de traînée significatives.
Le nouveau bobinage en épingle à cheveux et un système de refroidissement direct par pulvérisation d'huile dans le stator du moteur électrique contribuent considérablement à l'efficacité accrue du système d'entraînement. Par exemple, le facteur de remplissage a augmenté à 60 pour cent, contre 45 pour cent pour les enroulements conventionnels utilisés auparavant.
Une pompe à huile électrique dans la transmission contribue également à l'efficacité accrue. Grâce au refroidissement de l'huile du rotor, Audi a également pu renoncer en grande partie à l'utilisation de terres rares lourdes tout en augmentant simultanément la densité de puissance de 20 %.
Electronique de puissance et transmission pour les EPI. L'électronique de puissance (onduleur) contrôle le moteur électrique et convertit également le courant continu de la batterie en courant alternatif. Les données nécessaires au contrôle précis de l'onduleur sont fournies par l'ordinateur de domaine HCP1 (plateforme informatique haute performance 1), responsable du système d'entraînement et de la suspension.
Des semi-conducteurs en carbure de silicium sont installés dans la version la plus puissante de l'onduleur refroidi par eau. Grâce à leur efficacité – 60 % supérieure – ils excellent particulièrement en charge partielle et sont plus fiables. En conséquence, ils contribuent de manière significative à l’efficacité et aux performances supérieures des moteurs électriques PPE. L'avantage de portée par rapport aux semi-conducteurs en silicium est d'environ 20 kilomètres.
Grâce à l'architecture 800 volts, un fil plus fin peut également être utilisé pour le câblage de la batterie et du moteur électrique. Cela réduit l'espace d'installation, le poids et la consommation de matières premières. Étant donné que le système chauffe moins en raison des pertes de chaleur moindres, le système de refroidissement est également plus petit et plus efficace. La transmission fonctionne avec une lubrification par carter sec et une pompe à huile électrique. Les buses pulvérisent directement les engrenages. Cette conception minimise les pertes par friction et réduit également l'espace d'installation.
Performances de charge. L'architecture 800 volts, nécessaire pour des puissances de charge allant jusqu'à 270 kW, est l'un des facteurs clés pour des performances de charge élevées. La chimie cellulaire a été optimisée pour s’adapter à une valeur aussi élevée. Audi affirme avoir atteint un équilibre optimal entre la densité énergétique et les performances de charge. Les cellules développées en collaboration avec le fournisseur offrent une densité énergétique élevée, une teneur en cobalt considérablement réduite et des résistances plus faibles pour les meilleures performances de charge possibles.
Outre l'architecture 800 volts, une gestion thermique intelligente contribue de manière significative aux performances de charge élevées et à la longue durée de vie de la batterie HT dans l'EPI. L'élément le plus important est la gestion thermique prédictive, qui utilise les données du système de navigation, l'itinéraire, l'heure de départ et le comportement d'utilisation du client pour calculer à l'avance les besoins de refroidissement ou de chauffage et pour les fournir efficacement et au bon moment.
Si un client se rend en voiture pour recharger à une borne de recharge HPC incluse dans la planification de l'itinéraire, le système de gestion thermique prédictive préparera le processus de charge CC et refroidira ou chauffera la batterie afin qu'elle puisse se charger plus rapidement, réduisant ainsi le temps de charge. S'il y a une montée plus raide à venir, le système de gestion thermique ajustera la batterie HV par un refroidissement approprié pour éviter une charge thermique plus élevée. Si le conducteur a sélectionné le mode efficacité dans le menu de sélection de conduite, le conditionnement de la batterie est activé ultérieurement et l'autonomie réelle peut être augmentée en fonction du comportement de conduite. En mode dynamique, l’objectif est une performance optimale.
Cependant, si la situation actuelle du trafic ne permet pas une conduite dynamique, le système de gestion thermique y réagira et minimisera la consommation d'énergie pour le conditionnement de la batterie.
Le conditionnement post et continu est une autre nouveauté du système de gestion thermique des EPI. Cette fonction surveille la température de la batterie pendant toute sa durée de vie afin de maintenir la batterie dans la plage de température optimale même lorsque le véhicule est à l'arrêt, par exemple à des températures extérieures très élevées. Le flux du liquide de refroidissement a été optimisé en mettant en œuvre le principe du flux en U sous les modules de batterie. Cela conduit à une homogénéité de température élevée au sein de la batterie, surveillée par 48 capteurs de température, et finalement à des performances de fourniture et d'absorption d'énergie élevées.
Avec un état de charge (SoC) d'environ 10 %, les véhicules de la série Audi Q6 e-tron n'ont besoin que de dix minutes sur une station de charge rapide avec une puissance de charge maximale de 270 kW avec charge CC pour générer une autonomie allant jusqu'à 255 kilomètres (158 miles) dans des conditions idéales. Il faut 21 minutes pour que la batterie HV soit chargée d'un SoC de dix pour cent à 80 pour cent. Une unité de contrôle des communications, appelée Smart Actuator Charging Interface Device (SACID), agit comme une interface pour établir un lien entre la prise de charge et la station de charge et transmet les informations standardisées entrantes à l'ordinateur du domaine HCP5.
Gestion thermique des véhicules. Le système de gestion thermique du véhicule a été repensé. Pour compenser l'augmentation du rendement de la transmission et la réduction des pertes de chaleur qui en résulte, la pompe à chaleur eau-glycol est complétée par une pompe à chaleur air. Cela signifie qu'en plus de la chaleur perdue dans le liquide de refroidissement du moteur électrique, de l'électronique de puissance et de la batterie, l'air ambiant peut également être utilisé comme source de chauffage pour l'habitacle.
L'échange de température fonctionne désormais directement via un serpentin chauffant. En outre, un chauffage à air PTC de 800 volts a été développé comme complément efficace, qui soutient également directement le contrôle de la température intérieure dans l'unité de climatisation en cas de besoins de chauffage accrus. Cela évite les déperditions thermiques liées aux circuits de chauffage à base d'eau.
Freins à récupération et à friction.En règle générale, avec l'EPI, environ 95 % de tous les processus de freinage quotidiens peuvent être couverts par la récupération, c'est-à-dire par le freinage régénératif via les moteurs électriques. L'utilisation de freins de fiction dans le mélange de freins se produit en conséquence plus tard ou plus rarement. Dans l'EPI, la fonction de récupération n'est plus assurée par le système de commande de freinage, mais par le HCP1, l'un des cinq ordinateurs hautes performances du véhicule, responsable du système d'entraînement et de la suspension de l'EPI. En conséquence, l'influence du système d'entraînement sur le système de freinage augmente.
Le passage du freinage par récupération via les systèmes d'entraînement électriques au freinage mécanique via les freins à friction à commande hydraulique n'est plus perceptible pour le conducteur. Le mélange des freins assure une sensation de pédale bien contrôlée avec un point de pression constant et clairement défini.
Le système de freinage intelligent (IBS), connu sur les modèles e-tron précédents, a fait l'objet de développements importants dans la Premium Platform Electric. Par exemple, un mélange de freins spécifique à l’essieu est possible pour la première fois.
La récupération reste sur l'essieu arrière selon les besoins, tandis que la pression hydraulique est générée sur l'essieu avant. Comme c'est généralement le cas chez Audi, il existe une option de récupération en roue libre à deux niveaux, sélectionnable via les palettes au volant. Le cabotage est également possible. Ici, le SUV électrique roule librement lorsque le pied est retiré de l’accélérateur, sans traînée supplémentaire. Une autre option de la série Audi Q6 e-tron est le mode de conduite « B », qui se rapproche beaucoup de ce que l'on appelle familièrement la « sensation d'une pédale ».
Architecture électronique E³ 1.2. Avec la nouvelle architecture électronique E3 1.2, les clients Audi profitent plus immédiatement que jamais des avantages de la numérisation des véhicules. E³ permet d'augmenter le nombre, la taille et la résolution des écrans dans les véhicules. Il est également conçu pour les mises à jour sans fil (over the air) et pour l'ajout de nouvelles fonctionnalités, par exemple en proposant des Fonctions à la Demande.
Dans la série Q6 e-tron, Audi présente une toute nouvelle plate-forme d'infodivertissement standardisée basée sur Android Automotive. De nombreuses fonctions du véhicule peuvent être contrôlées à l'aide de l'assistant numérique d'Audi, un assistant vocal à auto-apprentissage. L'assistant numérique est profondément intégré au véhicule et est visualisé pour la première fois au moyen d'un avatar dans le tableau de bord (Audi Assistant Dashboard) et dans l'affichage tête haute en réalité augmentée. Grâce à une boutique d'applications tierces, les utilisateurs peuvent également utiliser leurs applications préférées de leur écosystème numérique directement sur l'écran du véhicule.
La boutique donne accès aux clients à une grande variété d'applications, qui peuvent être installées directement dans le MMI sans nécessiter l'utilisation de leur smartphone. Dans un premier temps, des applications des catégories suivantes seront disponibles : Musique, Vidéo, Jeux, Navigation, Stationnement et recharge, Productivité, Météo et Actualités. La catégorie Musique, par exemple, comprend des applications telles qu'Amazon Music et Spotify. Le magasin sera continuellement agrandi à l'avenir. Il peut être sélectionné via une vignette séparée dans le MMI. Les applications supplémentaires seront ensuite intégrées de manière transparente dans le MMI et seront disponibles pour une utilisation sécurisée et fiable pendant le voyage. Le portefeuille d'applications proposé est spécifique à chaque marché. L'interface familière pour smartphone Audi permettant d'intégrer Apple CarPlay et Android Auto est également disponible dans la série Q6 e-tron.
L'architecture électronique évolutive et évolutive permet à Audi de proposer différents modèles de véhicules et dérivés sur une base électronique standardisée. Cette approche réduit la complexité du développement et de la production et crée des économies d'échelle supplémentaires. En outre, la nouvelle architecture électronique constitue la base des innovations futures. La sécurité (security by design) et les capacités de mise à jour sont ancrées dès le départ dans l’architecture.
Le transfert des fonctions du niveau capteur-actionneur au niveau ordinateur, c'est-à-dire le découplage croissant entre matériel et logiciel, permettra également de faire face en toute sécurité à la complexité croissante des années à venir.
L'objectif du développement était la mise en réseau performante et sécurisée des ordinateurs de domaine, des unités de contrôle, des capteurs et des actionneurs. Cinq ordinateurs hautes performances, connus sous le nom de plate-forme informatique haute performance Audi (HCP), forment le système nerveux central de l'E3 1.2. Toutes les fonctions du véhicule sont attribuées aux différents HCP selon le domaine. Audi met en réseau les différents systèmes du véhicule avec des protocoles automobiles familiers et avec Gigabit Ethernet.
Source à partir de Congrès des voitures vertes
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