La Premium Platform Electric (PPE), desarrollada conjuntamente con Porsche, es un componente clave para la expansión de la cartera global de modelos Audi totalmente eléctricos. Para Audi, representa un paso importante para convertirse en un proveedor líder de movilidad premium sostenible. Para la próxima generación de vehículos eléctricos de Audi, la empresa ha rediseñado los motores eléctricos, la electrónica de potencia, la transmisión, así como la batería de alto voltaje y todos los componentes relacionados, y los ha adaptado exactamente a las necesidades de los vehículos eléctricos de batería.
¿Qué diferencia el motor eléctrico para los EPI de los sistemas de propulsión eléctrica que se han utilizado hasta la fecha?
Todos los componentes del sistema de propulsión del PPE están diseñados para ser aún más compactos que los sistemas de propulsión desarrollados e instalados anteriormente y destacan por su mayor eficiencia. En el ámbito de la producción, el grado de automatización y la gama vertical de fabricación han aumentado considerablemente. Los nuevos motores eléctricos para EPI requieren alrededor de un 30 por ciento menos de espacio de instalación que los modelos eléctricos anteriores. Su peso se ha reducido en aproximadamente un 20 por ciento.
El PSM (motor síncrono de imanes permanentes) del eje trasero del Audi Q6 e-tron tiene una longitud de 200 milímetros. El ASM (motor asíncrono) del eje delantero tiene una longitud de 100 milímetros. Cuando no está en uso, puede girar libremente sin pérdidas significativas por arrastre.
El nuevo devanado en horquilla y el sistema de refrigeración directa por pulverización de aceite en el estator del motor eléctrico contribuyen en gran medida a una mayor eficiencia del sistema de propulsión. Por ejemplo, el factor de llenado ha aumentado al 60 por ciento en comparación con el 45 por ciento de los devanados convencionales que se utilizaban anteriormente.
Una bomba de aceite eléctrica en la transmisión también contribuye a aumentar la eficiencia. Gracias a la refrigeración del aceite del rotor, Audi también pudo prescindir en gran medida del uso de elementos pesados de tierras raras y, al mismo tiempo, aumentó la densidad de potencia en un 20 por ciento.
¿Qué ha cambiado Audi en la electrónica de potencia y en la transmisión para el PPE?
La electrónica de potencia (inversor) controla el motor eléctrico y también convierte la corriente continua de la batería en corriente alterna. Los datos para el control exacto del inversor los proporciona el ordenador de dominio HCP1 (plataforma informática de alto rendimiento 1), que es responsable del sistema de propulsión y de la suspensión. Los semiconductores de carburo de silicio están instalados en la versión más potente del inversor refrigerado por agua. Gracias a su eficiencia, un 60 por ciento mayor, destacan especialmente bajo carga parcial y son más fiables. Como resultado, contribuyen significativamente a la eficiencia y al mayor rendimiento de los motores eléctricos de los EPI. Debido a la arquitectura de 800 voltios, también se puede utilizar un cable más delgado para el cableado de la batería y del motor eléctrico. Esto reduce el espacio de instalación, el peso y el consumo de materias primas. Debido a que el sistema se calienta menos debido a una menor pérdida de calor, el sistema de enfriamiento también es más pequeño y más eficiente. La transmisión funciona con lubricación por cárter seco y bomba de aceite eléctrica. Las boquillas rocían los engranajes directamente. Este diseño minimiza las pérdidas por fricción y también reduce el espacio de instalación.
¿Qué medidas técnicas mejorarán el rendimiento de carga con los EPI?
La arquitectura de 800 voltios, necesaria para potencias de carga de hasta 270 kW, es uno de los factores clave para un alto rendimiento de carga. La química de la celda se ha optimizado para adaptarse a un valor tan alto. Audi ha logrado un equilibrio óptimo entre densidad de energía y rendimiento de carga. Las celdas desarrolladas en colaboración con el proveedor ofrecen una alta densidad de energía, un contenido de cobalto significativamente reducido y resistencias más bajas para mejorar el rendimiento de carga.
Además de la arquitectura de 800 voltios, la gestión térmica inteligente contribuye significativamente al alto rendimiento de carga y a la larga vida útil de la batería HV del EPI. El componente más importante es la gestión térmica predictiva, que utiliza datos del sistema de navegación, la ruta, el temporizador de salida y el comportamiento de uso del cliente para calcular de antemano la necesidad de refrigeración o calefacción y proporcionársela de forma eficiente y en el momento adecuado.
Si un cliente conduce para cargar en una estación de carga HPC incluida en la planificación de la ruta, el sistema de gestión térmica predictiva preparará el proceso de carga de CC y enfriará o calentará la batería para que pueda cargarse más rápido, reduciendo así el tiempo de carga. Si hay una subida más pronunciada por delante, el sistema de gestión térmica ajustará la batería HV mediante un enfriamiento adecuado para evitar una carga térmica mayor. Si el conductor ha seleccionado el modo de eficiencia en el menú de selección de conducción, el acondicionamiento de la batería se activa más tarde para ayudar a mejorar la autonomía, dependiendo del comportamiento de conducción. En modo dinámico, el objetivo es un rendimiento óptimo.
Sin embargo, si la situación actual del tráfico no permite una conducción dinámica, el sistema de gestión térmica reaccionará y minimizará el uso de energía para el acondicionamiento de la batería.
El acondicionamiento posterior y continuo es otra característica nueva en el sistema de gestión térmica del EPI. Esta función controla la temperatura de la batería durante toda su vida útil para mantenerla en el rango de temperatura óptimo incluso cuando el vehículo está parado, por ejemplo, a temperaturas exteriores muy altas. El flujo de refrigerante se optimizó implementando el principio de flujo en U debajo de los módulos de batería. Esto conduce a una alta homogeneidad de temperatura dentro de la batería, monitoreada por 48 sensores de temperatura, y, en última instancia, a un alto rendimiento de absorción y entrega de energía.
¿A qué velocidad se carga la batería de alto voltaje (HV) del EPI?
Con un estado de carga (SoC) de aproximadamente el diez por ciento, los vehículos de la serie Audi Q6 e-tron necesitan unos diez minutos en una estación de carga rápida con una potencia máxima de carga de 270 kW con carga de CC para generar una autonomía de hasta 255 kilómetros (158 millas) en condiciones ideales. La batería HV tarda alrededor de 21 minutos en cargarse desde un SoC del diez al 80 por ciento. Una unidad de control de comunicaciones, denominada Dispositivo de interfaz de carga con actuador inteligente (SACID), actúa como una interfaz para establecer un enlace entre el enchufe de carga y la estación de carga y transmite la información estandarizada entrante a la computadora del dominio HCP5.
¿Cuáles son las ventajas de la nueva arquitectura electrónica de Audi?
La arquitectura electrónica escalable y preparada para el futuro permite a Audi ofrecer varios modelos de vehículos y derivados de forma electrónica estandarizada. Este enfoque reduce la complejidad tanto en el desarrollo como en la producción y crea economías de escala adicionales. Además, la nueva arquitectura electrónica constituye la base para futuras innovaciones. La seguridad (seguridad por diseño) y las capacidades de actualización están ancladas en la arquitectura desde el principio.
La transferencia de funciones del nivel de sensor-actuador al nivel de ordenador, es decir, la creciente desvinculación entre hardware y software, permitirá también hacer frente de forma más eficaz a la creciente complejidad en los próximos años.
¿En qué otro lugar causará revuelo el Audi Q6 e-tron* en el futuro?
Tras el estreno mundial en su centro de producción de Ingolstadt en marzo y el estreno europeo en la Casa del Progreso durante la Semana del Diseño de Milán en abril, el Audi Q6 e-tron* pronto se exhibirá en otros eventos. Del 15 al 17 de mayo, Audi mostrará el nuevo modelo en el Greentech Festival de Berlín, uno de los mayores foros de sostenibilidad de Europa. Del 22 al 25 de mayo, los entusiastas de la tecnología podrán experimentar el Audi Q6 e-tron* en Vivatech en París, la feria de tecnología líder en Europa.
