A Premium Platform Electric (PPE) da Audi, desenvolvida em conjunto com a Porsche, é um componente chave para a expansão do portfólio global de modelos Audi totalmente elétricos. Para a próxima geração de veículos elétricos da Audi, a empresa redesenhou os motores elétricos, a eletrónica de potência, a transmissão, bem como a bateria de alta tensão e todos os componentes relacionados, e adaptou-os exatamente aos requisitos dos veículos elétricos a bateria.
O Audi Q6 e‑tron é o primeiro modelo de produção no PPE. (Postagem anterior.)
Motores. Todos os componentes do trem de força do PPE são projetados para serem ainda mais compactos que os sistemas de acionamento desenvolvidos e instalados anteriormente, e se destacam pela maior eficiência. No total, as medidas de eficiência em torno dos novos motores elétricos para o PPE permitem 40 quilómetros de autonomia extra em comparação com a primeira geração do Audi e-tron.
Na área de produção, o grau de automação e a gama vertical de fabricação aumentaram significativamente. Os novos motores elétricos para EPI requerem cerca de 30% menos espaço de instalação do que os modelos elétricos anteriores. Seu peso foi reduzido em cerca de 20%.
O PSM (motor síncrono de ímã permanente) no eixo traseiro da série Audi Q6 e-tron tem comprimento de 200 milímetros. O ASM (motor assíncrono) no eixo dianteiro tem comprimento de 100 milímetros. Quando não está em uso, é capaz de girar livremente sem perdas significativas de arrasto.
O novo enrolamento em gancho e um sistema de resfriamento direto por pulverização de óleo no estator do motor elétrico contribuem substancialmente para a maior eficiência do sistema de acionamento. Por exemplo, o fator de preenchimento aumentou para 60% em comparação com 45% dos enrolamentos convencionais usados anteriormente.
Uma bomba de óleo elétrica na transmissão também contribui para o aumento da eficiência. Devido ao resfriamento do óleo do rotor, a Audi também conseguiu dispensar em grande parte o uso de elementos pesados de terras raras e, ao mesmo tempo, aumentar a densidade de potência em 20%.
Eletrônica de potência e transmissão para o EPI. A eletrônica de potência (inversor) controla o motor elétrico e também converte a corrente contínua da bateria em corrente alternada. Os dados para o controle exato do inversor são fornecidos pelo computador de domínio HCP1 (plataforma de computação de alto desempenho 1), responsável pelo sistema de acionamento e pela suspensão.
Semicondutores de carboneto de silício são instalados na versão mais potente do inversor resfriado a água. Devido à sua eficiência – 60% maior – eles se destacam especialmente sob carga parcial e são mais confiáveis. Como resultado, contribuem significativamente para a eficiência e maior desempenho dos motores elétricos EPI. A vantagem de alcance em comparação aos semicondutores de silício é de cerca de 20 quilômetros.
Devido à arquitetura de 800 volts, um fio mais fino também pode ser utilizado para a fiação da bateria e do motor elétrico. Isto reduz o espaço de instalação, o peso e o consumo de matérias-primas. Como o sistema aquece menos devido à menor perda de calor, o sistema de refrigeração também é menor e mais eficiente. A transmissão funciona com lubrificação por cárter seco e bomba de óleo elétrica. Os bicos pulverizam as engrenagens diretamente. Este design minimiza as perdas por atrito e também reduz o espaço de instalação.
Desempenho de carregamento. A arquitetura de 800 volts, necessária para carregar potências de até 270 kW, é um dos fatores-chave para um alto desempenho de carregamento. A química celular foi otimizada para acomodar um valor tão alto. A Audi afirma ter alcançado um equilíbrio ideal entre densidade de energia e desempenho de carregamento. As células desenvolvidas em colaboração com o fornecedor oferecem alta densidade de energia, teor de cobalto significativamente reduzido e resistências mais baixas para o melhor desempenho de carregamento possível.
Além da arquitetura de 800 volts, o gerenciamento térmico inteligente contribui significativamente para o alto desempenho de carregamento e a longa vida útil da bateria HV no EPI. A componente mais importante é a gestão térmica preditiva, que utiliza dados do sistema de navegação, da rota, do temporizador de partida e do comportamento de utilização do cliente para calcular antecipadamente a necessidade de arrefecimento ou aquecimento e fornecê-los de forma eficiente e no momento certo.
Se um cliente estiver dirigindo para carregar em uma estação de carregamento HPC incluída no planejamento da rota, o sistema de gerenciamento térmico preditivo preparará o processo de carregamento CC e resfriará ou aquecerá a bateria para que ela possa carregar mais rapidamente, reduzindo assim o tempo de carregamento. Se houver uma subida mais acentuada à frente, o sistema de gestão térmica ajustará a bateria HV através de um arrefecimento adequado para evitar uma carga térmica mais elevada. Se o motorista tiver selecionado o modo de eficiência no menu de seleção de direção, o condicionamento da bateria é ativado posteriormente e a autonomia real pode ser aumentada dependendo do comportamento de direção. No modo dinâmico, o objetivo é o desempenho ideal.
No entanto, se a situação atual do trânsito não permitir uma condução dinâmica, o sistema de gestão térmica reagirá a esta situação e minimizará o consumo de energia para o condicionamento da bateria.
O condicionamento pós e contínuo é outra novidade no sistema de gerenciamento térmico do EPI. Esta função monitoriza a temperatura da bateria durante toda a vida útil para manter a bateria no intervalo de temperatura ideal mesmo quando o veículo está parado – por exemplo, em temperaturas exteriores muito elevadas. O fluxo do líquido refrigerante foi otimizado através da implementação do princípio de fluxo em U sob os módulos da bateria. Isso leva à homogeneidade de alta temperatura dentro da bateria – monitorada por 48 sensores de temperatura – e, em última análise, a um alto desempenho de entrega e absorção de energia.
Com um estado de carga (SoC) de cerca de 10%, os veículos da série Audi Q6 e-tron precisam de apenas dez minutos em uma estação de carregamento rápido com uma potência máxima de carregamento de 270 kW com carregamento DC para gerar uma autonomia de até até 255 quilômetros (158 milhas) em condições ideais. Demora 21 minutos para a bateria HV ser carregada de um SoC de dez por cento a 80 por cento. Uma unidade de controle de comunicações, conhecida como Smart Actuator Charging Interface Device (SACID), atua como uma interface para estabelecer um link entre a tomada de carregamento e a estação de carregamento e transmite as informações padronizadas recebidas para o computador do domínio HCP5.
Gestão térmica de veículos. O sistema de gerenciamento térmico do veículo foi redesenhado. Para compensar o aumento da eficiência do sistema de transmissão e a consequente redução na perda de calor, a bomba de calor água-glicol é complementada por uma bomba de calor ar. Isto significa que, além do calor residual no líquido de refrigeração do motor elétrico, da eletrônica de potência e da bateria, o ar ambiente também pode ser utilizado como fonte de aquecimento para o interior.
A troca de temperatura agora funciona diretamente através de uma serpentina de aquecimento. Além disso, um aquecedor de ar PTC de 800 volts foi desenvolvido como um complemento eficaz, que também apoia diretamente o controle da temperatura interior na unidade de ar condicionado em caso de aumento das necessidades de aquecimento. Isto evita as perdas de calor associadas aos circuitos de aquecimento à base de água.
Freios de recuperação e fricção.Regra geral, com o EPI, cerca de 95% de todo o processo de travagem quotidiano pode ser coberto através da recuperação, ou seja, travagem regenerativa através dos motores eléctricos. O uso de freios de ficção na mistura de freios ocorre correspondentemente mais tarde ou mais raramente. No EPI, a função de recuperação também não é mais realizada pelo sistema de controle de freio, mas sim pelo HCP1, um dos cinco computadores de alto desempenho do veículo, responsável pelo sistema de tração e suspensão do EPI. Como resultado, a influência do sistema de transmissão no sistema de travagem aumenta.
A transição da travagem regenerativa através dos sistemas de propulsão eléctrica para a travagem mecânica através dos travões de fricção accionados hidraulicamente já não é perceptível para o condutor. A combinação de freios garante uma sensação de pedal bem controlada com um ponto de pressão constante e claramente definido.
O Sistema de Freio Inteligente (IBS), conhecido dos modelos e-tron anteriores, passou por um desenvolvimento significativo na Plataforma Premium Elétrica. Por exemplo, pela primeira vez é possível combinar freios específicos por eixo.
A recuperação permanece no eixo traseiro conforme necessário, enquanto a pressão hidráulica é gerada no eixo dianteiro. Como é típico da Audi, existe uma opção de recuperação por inércia em dois estágios, selecionável através dos remos no volante. Costear também é possível. Aqui, o SUV elétrico rola livremente quando o pé é retirado do acelerador, sem arrasto adicional. Outra opção na série Audi Q6 e-tron é o modo de direção “B”, que se aproxima muito do que é coloquialmente chamado de “sensação de pedal único”.
Arquitetura eletrônica E³ 1.2. Com a nova arquitetura eletrônica E3 1.2, os clientes da Audi experimentam as vantagens da digitalização de veículos de forma mais imediata do que nunca. O E³ permite aumentar o número, o tamanho e a resolução das telas dos veículos. Também foi projetado para atualizações sem fio (over the air) e para adição de novos recursos, por exemplo, oferecendo Funções sob Demanda.
Na série Q6 e-tron, a Audi está introduzindo uma plataforma de infoentretenimento padronizada e completamente nova, baseada no Android Automotive. Inúmeras funções do veículo podem ser controladas usando o assistente digital da Audi, um assistente de voz com autoaprendizagem. O assistente digital está profundamente integrado no veículo e é visualizado pela primeira vez através de um avatar no painel (Audi Assistant Dashboard) e no head-up display de realidade aumentada. Com uma loja para aplicativos de terceiros, os usuários também podem usar seus aplicativos favoritos de seu ecossistema digital diretamente na tela do veículo.
A loja oferece aos clientes acesso a uma ampla variedade de aplicativos, que podem ser instalados diretamente no MMI, sem a necessidade do uso de smartphones. Inicialmente estarão disponíveis aplicativos das seguintes categorias: Música, Vídeo, Jogos, Navegação, Estacionamento e Carregamento, Produtividade, Meteorologia e Notícias. A categoria Música, por exemplo, inclui aplicativos como Amazon Music e Spotify. A loja será continuamente expandida no futuro. Ele pode ser selecionado através de um bloco separado no MMI. Os aplicativos adicionais serão então perfeitamente integrados ao MMI e estarão disponíveis para uso seguro e confiável durante a viagem. O portfólio de aplicativos oferecido é específico para cada mercado. A familiar interface do smartphone Audi para integração Apple CarPlay e Android Auto também está disponível na série Q6 e-tron.
A arquitetura eletrônica escalável e preparada para o futuro permite que a Audi ofereça vários modelos de veículos e derivados em uma base eletrônica padronizada. Esta abordagem reduz a complexidade tanto no desenvolvimento como na produção e cria economias de escala adicionais. Além disso, a nova arquitetura eletrónica constitui a base para futuras inovações. A segurança (segurança por design) e os recursos de atualização estão ancorados na arquitetura desde o início.
A transferência de funções do nível do sensor-atuador para o nível do computador, ou seja, a crescente dissociação de hardware e software, também permitirá lidar com segurança com a complexidade crescente nos próximos anos.
O foco do desenvolvimento estava na rede segura e de alto desempenho de computadores de domínio, unidades de controle, sensores e atuadores. Cinco computadores de alto desempenho, conhecidos como plataforma de computação de alto desempenho Audi (HCP), formam o sistema nervoso central do E3 1.2. Todas as funções do veículo são atribuídas aos vários HCPs de acordo com o domínio. A Audi conecta os sistemas individuais do veículo com protocolos automotivos familiares e com Gigabit Ethernet.
Retirado de Congresso de carros verdes
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