PPE純電動(dòng)平臺(tái),引領(lǐng)奧迪下一代電車技術(shù)飛躍
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- 發(fā)布時(shí)間:2024-07-09 16:29
編譯:李忠東
奧迪與保時(shí)捷聯(lián)合開(kāi)發(fā)的高級(jí)電動(dòng)平臺(tái)(Premium Platform Electric,以下簡(jiǎn)稱PPE)集合了電動(dòng)汽車領(lǐng)域前瞻性技術(shù),是奧迪全電動(dòng)車型全球擴(kuò)張的關(guān)鍵組成部分。憑借這一平臺(tái),奧迪將“突破科技 啟迪未來(lái)”的基因帶入電動(dòng)化時(shí)代,持續(xù)引領(lǐng)未來(lái)可持續(xù)高端移動(dòng)出行。PPE的創(chuàng)新性在于更深層次的技術(shù)整合和優(yōu)化,涉及到電動(dòng)車技術(shù)的各個(gè)方面,包括電池管理、能效優(yōu)化、充電技術(shù)以及駕駛輔助系統(tǒng)的集成等。
PPE體現(xiàn)了對(duì)未來(lái)汽車技術(shù)和市場(chǎng)需求的前瞻性思考。電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)連接是未來(lái)汽車行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì),PPE平臺(tái)在這些方面的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)是對(duì)未來(lái)出行需求的響應(yīng)和預(yù)設(shè)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的發(fā)展,今天的創(chuàng)新可能會(huì)被明天的標(biāo)準(zhǔn)所取代。而PPE平臺(tái)是奧迪持續(xù)技術(shù)進(jìn)化背景下一系列漸進(jìn)式創(chuàng)新的集合,這些創(chuàng)新共同為奧迪在新能源和智能出行領(lǐng)域的發(fā)展鋪平了道路。
PPE新型電機(jī)效率更高
與之前開(kāi)發(fā)和安裝的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比,PPE所有動(dòng)力總成組件的設(shè)計(jì)更加緊湊,而且效率更高。例如,由于PPE新型電機(jī)的高效性能,比第一代奧迪e-tron相的續(xù)航里程增加了40公里。再如,工廠生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度和垂直整合能力明顯提高,PPE的新電動(dòng)機(jī)需要的安裝空間比以前的電動(dòng)機(jī)型號(hào)少30%左右,重量減少了大約20%。
在PPE中,功率電子設(shè)備(逆變器)控制電動(dòng)機(jī),并將來(lái)自電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。由于在更強(qiáng)大的水冷式逆變器中安裝了碳化硅半導(dǎo)體,因此效率高出60%,尤其在部分負(fù)載下表現(xiàn)出色,并且更加可靠。與使用硅半導(dǎo)體相比,車輛的續(xù)航里程增加20公里。
800伏的電子架構(gòu)可以使用更細(xì)的電線給電池和電動(dòng)機(jī)布線,因此減少了安裝空間和重量,降低原材料的消耗。因?yàn)闊崃繐p失更低使得系統(tǒng)升溫減少,所以冷卻系統(tǒng)更小,效率更高。變速箱采用干式油底殼潤(rùn)滑和電動(dòng)油泵,噴嘴直接噴射齒輪,這種設(shè)計(jì)極大限度地減少了摩擦損失,也減少了安裝空間。
此外,800伏電子架構(gòu)支持270千瓦的充電功率,是實(shí)現(xiàn)高充電性能的關(guān)鍵因素之一。經(jīng)過(guò)優(yōu)化,電池的電化學(xué)方案達(dá)到高數(shù)值,在能量密度和充電性能之間實(shí)現(xiàn)了最佳平衡。與供應(yīng)商合作開(kāi)發(fā)的電池具有高能量密度、顯著降低的鈷含量和較低的電阻,保證了最佳充電性能的實(shí)現(xiàn)。除了800伏電子架構(gòu)外,智能熱管理系統(tǒng)對(duì)PPE中高壓電池的高充電性能和使用壽命的延長(zhǎng)也發(fā)揮了重要作用。特別值得一提的是預(yù)測(cè)式熱管理系統(tǒng),能夠使用來(lái)自導(dǎo)航、路經(jīng)、出發(fā)計(jì)時(shí)器和客戶行為等數(shù)據(jù),提前計(jì)算出冷卻或加熱的需求,并且適時(shí)高效地對(duì)溫度進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。
如果用戶開(kāi)車前往規(guī)劃路線中的高功率充電站充電,預(yù)測(cè)式熱管理系統(tǒng)會(huì)提前為直流充電做好準(zhǔn)備,對(duì)電池進(jìn)行冷卻或加熱,以便縮短充電時(shí)間。如果前方路段出現(xiàn)陡峭,預(yù)測(cè)式熱管理系統(tǒng)將通過(guò)適當(dāng)?shù)睦鋮s來(lái)調(diào)整高壓電池,從而防止更高的熱負(fù)荷。如果用戶在駕駛模式菜單中選擇了效率模式,隨后會(huì)激活電池溫控調(diào)節(jié),并且可以根據(jù)駕駛行為增加實(shí)際續(xù)航里程。
倘若用戶開(kāi)啟的是動(dòng)態(tài)模式,這種模式的目標(biāo)是最優(yōu)性能。然而,如果當(dāng)前的交通狀況不適宜動(dòng)態(tài)模式進(jìn)行駕駛,熱管理系統(tǒng)會(huì)對(duì)此做出反應(yīng),盡可能減少調(diào)節(jié)電池溫度所產(chǎn)生的能耗。
作為PPE熱管理系統(tǒng)的新功能,后續(xù)溫控和持續(xù)溫控能夠在車輛的整個(gè)使用生命周期內(nèi)監(jiān)測(cè)電池溫度,即使車輛處于靜止?fàn)顟B(tài),室外環(huán)境炎熱,電池也能保持在合適的溫度內(nèi)。冷卻液依照U型流原理從電池模塊下方流通,確保了電池內(nèi)部溫度均衡,在48個(gè)溫度傳感器的監(jiān)控下,最終實(shí)現(xiàn)高能量輸送和吸收性能。
對(duì)于車輛的熱管理系統(tǒng),奧迪進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。將空氣熱泵作為水-乙二醇熱泵的補(bǔ)充,以補(bǔ)償動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)效率的提高和由此產(chǎn)生的熱損失的減少。這意味著除了電動(dòng)機(jī)、電力電子設(shè)備和電池的冷卻液中的廢熱外,環(huán)境空氣還可以用作內(nèi)部的熱源?,F(xiàn)在,溫度交換能夠直接通過(guò)加熱線圈進(jìn)行。作為一種有效的補(bǔ)充,奧迪還另外開(kāi)發(fā)了一個(gè)800伏空氣PTC(Positive Temperature Coefficient)加熱器,在加熱需求增加的情況下直接支持空調(diào)機(jī)組的內(nèi)部溫度控制,以避免與水加熱回路相關(guān)的熱量損失。
引入強(qiáng)算力電子電氣架構(gòu)
隨著PPE豪華純電動(dòng)平臺(tái)的推出,奧迪正式引入全新E3 1.2電子架構(gòu)。作為奧迪迄今計(jì)算能力最強(qiáng)的電子架構(gòu),它的開(kāi)發(fā)始終以客戶需求為導(dǎo)向,將首次搭載于奧迪Q6 e-tron車型系列。E3全稱為“端到端的電子電氣架構(gòu)”,開(kāi)發(fā)的首要目標(biāo)是搭建起面向未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)化框架。從大眾集團(tuán)的規(guī)劃圖來(lái)看,E3架構(gòu)1.1規(guī)格應(yīng)用在MEB平臺(tái)車型,1.2規(guī)格應(yīng)用在PPE平臺(tái)車型,而更強(qiáng)的2.0規(guī)格則會(huì)在SSP平臺(tái)車型上采用。
E3 1.2電子架構(gòu)以功能為導(dǎo)向,基于全新的域控制器理念,由5臺(tái)高性能計(jì)算平臺(tái)(HCP)組成,構(gòu)成了E3 1.2電子架構(gòu)的中樞神經(jīng)系統(tǒng),可以控制車輛所有功能,其中包括信息娛樂(lè)、駕駛功能以及不斷革新的自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)。所有車輛功能以域?yàn)閱挝环峙浣o相應(yīng)電腦:HCP1負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、懸架、車輛縱向和橫向動(dòng)態(tài);HCP2控制駕駛輔助系統(tǒng);HCP3管理所有信息娛樂(lè)功能;HCP4負(fù)責(zé)與舒適相關(guān)的功能,如燈光控制、空調(diào)和座椅調(diào)節(jié)。
而HCP5負(fù)責(zé)管理域控制器之間的中央內(nèi)部聯(lián)網(wǎng),并建立起車輛與外部數(shù)字世界的連接。由于軟件更新以及駕駛輔助系統(tǒng)中傳感器、執(zhí)行器和處理器之間交互時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)交換,并需要寬帶連接,因此除了眾所周知的車輛協(xié)議,奧迪還使用了千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)建立起車輛與外部數(shù)字世界的連接。
全新E3 1.2電子架構(gòu)具有可擴(kuò)展性,可以作為標(biāo)準(zhǔn)化框架助力奧迪推出多種車型。它在降低了研發(fā)和生產(chǎn)復(fù)雜性的同時(shí),還能創(chuàng)造額外的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。此外,新的電子架構(gòu)為未來(lái)的創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。自研發(fā)初始,安全性(通過(guò)設(shè)計(jì)保障安全)的特點(diǎn)就根植于架構(gòu)中。隨著功能控制從傳感器到執(zhí)行器層面轉(zhuǎn)移至計(jì)算機(jī)層面,即軟件和硬件逐漸分離,管理日益復(fù)雜的系統(tǒng)將更加可靠,應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的情況。
借助E3 1.2電子架構(gòu),奧迪客戶可以更直觀地體驗(yàn)到汽車數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)。全新的電子架構(gòu)可以進(jìn)一步增加車內(nèi)屏幕的數(shù)量、尺寸和分辨率。它還可以通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)OTA遠(yuǎn)程升級(jí)并擴(kuò)展新功能,用戶可以按需訂購(gòu)。在Q6 e-tron車型系列中,奧迪推出了基于安卓車載系統(tǒng)的全新標(biāo)準(zhǔn)化信息娛樂(lè)平臺(tái),許多功能可以通過(guò)奧迪的數(shù)字助手來(lái)控制,這是一種自我學(xué)習(xí)的語(yǔ)音助手。該數(shù)字助手深度集成在車輛中,并首次通過(guò)奧迪助手控制面板和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示呈現(xiàn)。得益于第三方應(yīng)用商店,用戶還可以直接在汽車顯示屏上使用自己最喜歡的應(yīng)用程序。
第三方應(yīng)用商店為客戶提供了各種各樣的應(yīng)用程序,客戶可以通過(guò)MMI觸摸屏直接安裝,而無(wú)需使用智能手機(jī)。根據(jù)不同市場(chǎng),應(yīng)用程序種類也會(huì)對(duì)應(yīng)調(diào)整。當(dāng)然,在Q6 e-tron車型系列也會(huì)使用用戶熟悉的奧迪智能手機(jī)端界面,集成Apple CarPla和Android Auty等功能。
基于PPE純電動(dòng)平臺(tái)打造
奧迪Q6 e-tron是奧迪首款基于PPE豪華純電動(dòng)平臺(tái)打造的量產(chǎn)車型,標(biāo)志著四環(huán)品牌正加速向高端電動(dòng)出行引領(lǐng)者轉(zhuǎn)型。這款純電SUV車型長(zhǎng)寬高為4884/1965/1687mm,軸距為2995mm(加長(zhǎng)了105mm),不僅具有出色的駕駛及充電性能,還具備比海外版車型卓越的效率和更優(yōu)異的續(xù)航表現(xiàn)。該車量產(chǎn)版將于今年第四季度亮相,并預(yù)計(jì)于2025年交付。
新車型采用奧迪家族式的封閉式進(jìn)氣格柵設(shè)計(jì),同時(shí)封閉的格柵可以明顯的看到八邊形的輪廓,前臉兩側(cè)的大燈采用分離式設(shè)計(jì),搭配全新技術(shù)的LED光源,可通過(guò)車內(nèi)的MMI系統(tǒng)或者手機(jī)App來(lái)進(jìn)行定制化設(shè)定,并且日行燈的顯示方式也可以設(shè)定,點(diǎn)亮之后辨識(shí)度很高。除此之外,在前臉頭燈燈組下方還配備大尺寸直立式通風(fēng)口,并且配備了LED光源來(lái)點(diǎn)綴。車身側(cè)面前后葉子板線條設(shè)計(jì)很有力量感,同時(shí)分段式的腰線也在視覺(jué)上增添了不少的動(dòng)感元素。配備的21英寸雙肋五幅旋風(fēng)式造型鋁合金輪轂,也營(yíng)造出不錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)氛圍。
奧迪Q6 e-tron中控臺(tái)上配備11.9 英寸液晶儀表板以及14.5 英寸觸控屏幕組成的曲面屏幕,并且線條設(shè)計(jì)也更加簡(jiǎn)潔,同時(shí)兩側(cè)還采用環(huán)抱式的設(shè)計(jì),營(yíng)造出不錯(cuò)的駕駛氛圍。中央觸控大屏還內(nèi)置基于Android Automotive 開(kāi)發(fā)的全新車機(jī)系統(tǒng),支持遠(yuǎn)程O(píng)TA升級(jí)。除此之外,新車副駕駛座前方也還新增10.9英寸MMI 副駕駛屏幕可以選裝,并且擁有防窺功能,可讓副駕駛用戶在觀看影片的同時(shí)不會(huì)分散正在開(kāi)車用戶的注意力。
奧迪Q6 e-tron車型系列后軸上的永磁同步電機(jī)(PSM)長(zhǎng)度為200毫米。前軸上的異步電動(dòng)機(jī)(ASM)的長(zhǎng)度為100毫米。不工作時(shí)可以自由空轉(zhuǎn),不會(huì)造成沒(méi)有明顯的阻力損失。電機(jī)定子中的新型發(fā)夾式繞組和直接噴油冷卻系統(tǒng)大大提高了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率,與以前使用的傳統(tǒng)繞組相比,新型發(fā)夾式繞組的槽填充系數(shù)從45%增加到60%。變速箱中的電動(dòng)油泵也有助于提高效率,另外,轉(zhuǎn)子油冷技術(shù)的使用在很大程度上減少重稀土元素的使用,同時(shí)將功率密度提高20%。
新車型推出兩款動(dòng)力配置,其中標(biāo)準(zhǔn)車型為55 e-tron,高性能版本車型則為SQ6 e-tron,兩款型號(hào)均搭載動(dòng)力強(qiáng)勁、緊湊、高效的雙電動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)。55 e-tron 的功率為375馬力,并且可通過(guò)軟件將輸出功率提高到396馬力,0-100km/h加速時(shí)間少于6秒;SQ6 e-tron的基本輸出功率為483馬力,可增至509馬力,0-100km/h加速時(shí)間不到4.5秒,具有卓越的牽引力和駕駛動(dòng)態(tài)。
奧迪Q6L e-tron加長(zhǎng)的105毫米軸距,使其可以容納更大的電池。兩款車型均搭配全新研發(fā)的由12個(gè)模塊、192個(gè)棱柱形電芯組成的鋰離子電池,總?cè)萘窟_(dá)107千瓦時(shí)(比Q6 e-tron海外版增加7千瓦時(shí)),從而實(shí)現(xiàn)在CLTC工況下超過(guò)700公里的續(xù)航里程。
當(dāng)奧迪Q6 e-tron的電池荷電狀態(tài)(SoC)約為10%時(shí),理想條件下僅需在最大充電功率為270千瓦的快速充電站充電10分鐘,即可產(chǎn)生255公里的續(xù)航里程。SoC從10%提高到80%,需要21分鐘。通信控制單元又被稱為智能執(zhí)行器充電接口設(shè)備(SACID),作為接口在充電插座和充電站之間建立鏈接,并將傳入的標(biāo)準(zhǔn)化信息傳輸至高性能計(jì)算平臺(tái)HCP5中。
通常情況下,PPE車型約95%的日常制動(dòng)過(guò)程可以通過(guò)回收來(lái)完成,即通過(guò)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再生制動(dòng)。在制動(dòng)器混合中使用機(jī)械制動(dòng)器的情況相應(yīng)出現(xiàn)得較晚或更少見(jiàn)。在PPE中,恢復(fù)功能也不再由制動(dòng)控制系統(tǒng)處理,而是交由HCP1處理,從而提升驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)同影響。
對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),不再能夠察覺(jué)到通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的再生制動(dòng)到通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的摩擦制動(dòng)器進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)的過(guò)渡。制動(dòng)混合還確保了良好的制動(dòng)踏板感受,具有明確、線性的壓力反饋。在PPE車型中,以往奧迪e-tron車型中的智能制動(dòng)系統(tǒng)(IBS)得到了進(jìn)一步發(fā)展,像首次實(shí)現(xiàn)了針對(duì)車軸的制動(dòng)混合。車輛可以根據(jù)需要,在后軸采用再生制動(dòng),同時(shí)在前軸上進(jìn)行液壓制動(dòng)。作為奧迪的經(jīng)典設(shè)計(jì),可以通過(guò)方向盤(pán)上的撥片選擇兩級(jí)滑行回收選項(xiàng)。車輛也可以自由滑行,當(dāng)腳離開(kāi)油門(mén)時(shí),車輛可以自由前行而不會(huì)產(chǎn)生額外的阻力。駕駛模式“B”是奧迪Q6 e-tron車型系列的另一個(gè)可選模式,用戶的體驗(yàn)非常接近俗稱的“單踏板模式”。
?。ň幾g自cleantechnica.com,May 16,2024)
