關於Audi下一代純電動高端出行技術飛躍PPE平台的十個問題

CarStuff 人車事 2024-05-16 10:00:18

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Written by: Bear

與Porsche共同開發的PPE高端電動平台(Premium Platform Electric)是擴大全球純電動Audi車型組合的關鍵組成部分。對於Audi來說，這代表著成為可持續高端出行的領先供應商的重要一步。對於Audi的下一代電動車，該公司重新開發了電動馬達、電力電子設備、變速箱以及高壓電池和所有相關元件，並完全根據電池電動車的要求進行了定製。

PPE平台的開發重點？

在設計和開發PPE高端電動平台的高壓電池時，Audi優先考慮續航里程和充電性能。先進的電池熱管理、800伏特電氣系統，以及圍繞新電動機的各種效率措施，使駕駛和充電成為一種無憂無慮的體驗。

PPE的電動馬達與迄今為止使用的電驅動系統有什麼區別？

PPE的所有動力總成元件都設計得比以前開發和安裝的驅動系統更緊湊，並且由於更高的效率而脫穎而出。總的來說，與第一代Audi e-tron相比，PPE新電動馬達的效率測量可實現40公里的額外續航里程。在生產領域，自動化程度和製造的垂直範圍顯著增加。與以前的電動車型相比，用於PPE的新型電動馬達所需的安裝空間減少了約30%。它們的重量則減輕了約20%。

Audi Q6 e-tron系列後軸上的永磁同步電動馬達(PSM)長度為200毫米。前軸上的ASM(異步電動馬達)長度為100毫米。不使用時，它能夠自由旋轉而不會產生明顯的阻力損失。

電動馬達定子中的新型髮夾式繞組和直接噴油冷卻系統極大地提高了驅動系統的效率。例如：填充係數已提高到60%，而以前使用的傳統繞組為45%。另外，變速箱中的電動油泵也有助於提高效率。得益於轉子油冷卻，Audi還能夠在很大程度上避免使用重稀土元素，同時將功率密度提高20%。

Audi在電力電子設備和PPE變速箱方面發生了哪些變化？

電力電子設備(逆變器)控制電動馬達，並將電池的直流電轉換為交流電。用於精確控制逆變器的數據由負責驅動系統和懸吊的域電腦HCP1高性能計算平台(High-performance computing platform)提供。碳化矽半導體安裝在功能更強大的水冷式逆變器中。由於它們的效率提高了60%，因此在部分負載行駛時特別出色，並且更可靠。

因此，它們對PPE電動馬達的效率和更高的性能做出了重大貢獻。與矽半導體相比，其里程優勢約為20公里。由於採用800伏特架構，較細的電線也可用於電池和電動馬達的接線。這減少了安裝空間、重量和原材料的消耗。

並且，由於熱量損失較低，系統產熱較少，因此冷卻系統也更小，效率更高。而變速箱採用乾式油底殼潤滑和電動油泵，噴嘴直接將機油噴灑齒輪。這種設計最大限度地減少了摩擦損失，也減少了安裝空間。

哪些技術措施可以提高PPE的充電性能？

高達270 kW的充電輸出需要800 V架構，是實現高充電性能的關鍵因素之一。電池化學已經過優化，以適應如此高的值。Audi在能量密度和充電性能之間實現了最佳平衡。與供應商合作開發的電池具有高能量密度、顯著降低的鈷含量，以及更低的電阻，可實現最佳充電性能。

除了800 V架構外，智慧熱管理還為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性熱管理，它使用來自導航系統、路線、出發計時器和客戶使用行為的數據，來提前計算冷卻或加熱的需求，並在正確的時間高效地提供。

如果客戶開車前往路線規劃中包含的HPC充電站充電，預測性熱管理系統將準備直流充電過程並冷卻或加熱電池，以便其可以更快地充電，從而減少充電時間。如果前方有更陡峭的上升，熱管理系統將透過適當的冷卻來調整高壓電池，以防止更高的熱負荷。如果駕駛員在駕駛選擇功能表中選擇了efficiency效率模式，則會啟動電池調節，並且可以根據駕駛行為增加實際續航里程。

在dynamic動態模式下，目標是最佳性能。但是，如果當前的交通狀況不允許動態駕駛，熱管理系統將對此做出反應，並最大限度地減少電池調節的能源使用。

後期和連續調節是PPE熱管理系統的另一個新功能。此功能可在整個使用壽命期間監控電池溫度，即使在車輛靜止時(例如：在非常高的外部溫度下)也能將電池保持在最佳溫度範圍內。透過在電池模組下方實施U型流原理，優化了冷卻液流量。這導致了電池內部的高溫均勻性，其由48個溫度感測器監控。最終實現高能量輸送和吸收性能。

PPE的高壓電池充電速度有多快？

Audi Q6 e-tron系列在快速充電站只需10分鐘，最大充電功率為270 kW，直流充電即可在理想條件下產生長達255公里的續航里程。高壓電池從10%到80%的SoC充電需要21分鐘。通信控制單元稱為智慧執行器充電介面設備(SACID)，用作在充電插座和充電站之間建立鏈路的介面，並將傳入的標準化資訊傳輸到HCP5域計算機。

Audi在車輛熱管理方面還實施了哪些創新？

車輛的熱管理系統經過重新設計。為了補償傳動系統效率的提高和由此產生的熱損失減少，水乙二醇熱泵輔以空氣熱泵。這意味著，除了電動馬達、電力電子設備和電池冷卻液中的廢熱外，環境空氣還可以用作內部的熱源。溫度交換現在直接透過加熱線圈工作。此外，還開發了800 V的PTC加熱器作為有效的附加功能，在加熱需求增加的情況下，它還直接支援空調單元的內部溫度控制。這避免了與水基加熱迴路相關的熱損失。

能量回收和摩擦制動器的使用如何在Q6 e-tron中協同工作?

通常，使用PPE，大約95%的日常制動過程可以透過回收來完成，即透過電動馬達進行再生制動。在制動器混合中使用傳統制動器的情況相應較晚或更罕見。在PPE中，回收動能功能也不再由制動控制系統處理，而是由HCP1處理，HCP1是車輛中的五台高性能計算機之一，負責PPE中的驅動系統和懸吊。結果可使驅動系統對制動系統的影響增加。

駕駛員不再能夠察覺到透過電力驅動系統的再生制動到透過液壓驅動的摩擦制動器進行機械制動的過渡。制動器混合確保了良好控制的踏板感覺，並具有明確、恆定的壓力點。

以往e-tron車型為名的智慧制動系統(IBS)在PPE中得到了進一步的發展。例如：首次實現了車軸專用制動器混合。根據需要，後軸上仍保留能量回收，而前軸則產生液壓。與Audi一樣，有一個兩級滑行回收選項，可透過方向盤上的撥片進行選擇。甚至，當腳從油門上移開時，可以自由滾動，完全不會增加阻力。Audi Q6 e-tron系列也提供B駕駛模式(充電優先)，它非常接近俗稱的「單踏板駕駛方式」。

E³ 1.2為客戶提供了哪些優勢？

使用新款E³1.2電子架構，Audi客戶比以往任何時候都更能直接體驗到汽車數位化的優勢。E³可以進一步增加車輛中螢幕的數量、尺寸和解析度。它還設計用於無線更新(無線)和添加新功能，例如：透過提供按需功能。在Q6 e-tron系列中，Audi推出了基於Android Automotive的全新標準化資訊娛樂平台。許多車輛功能都可以使用Audi的數位助理(一種自學習語音助手)進行控制。

數位助理深度集成在車輛中，並首次透過儀錶板(Audi Assistant Dashboard)和AR擴增實境抬頭顯示器中的化身實現可視化。得益於第三方應用程式商店，使用者還可以直接在車輛顯示幕上使用數位生態系統中自己喜歡的應用程式。該商店讓客戶可以訪問各種各樣的應用程式，這些應用程式可以直接安裝在MMI中，而無需使用智能手機。

最初，將提供以下類別的應用程式：音樂、影片、遊戲、導航、停車和充電、生產力、天氣和新聞。例如：音樂類別包括Amazon Music和Spotify…等應用程式。該商店將在未來不斷擴大。可以透過MMI中的單獨圖塊進行選擇。然後，其他應用程式將無縫集成到MMI中，並在旅途中安全可靠地使用。提供的應用程式組合特定於每個市場。當然，Q6 e-tron系列也提供了消費者最熟悉的Apple CarPlay和Android Auto的智慧手機介面。

Audi全新電子架構有哪些優勢？

可擴展且面向未來的電子架構使Audi能夠在標準化的電子基礎上提供各種車型和衍生產品。這種方法降低了開發和生產的複雜性，並創造了額外的規模經濟。此外，新的電子架構為未來的創新奠定了基礎。安全性與安全設計和更新功能從一開始就錨定在體系結構中。功能從感測器-執行器級別轉移到計算機級別，即硬體和軟體的日益解耦，也將有可能安全地應對未來幾年數位功能日益增加的複雜性。