2024年3月,“Audi Q6 e-tronTech Day”在慕尼黑奥迪品牌体验中心举行,奥迪首次揭秘了PPE高端纯电平台和全新E3 1.2电子架构的技术创新,展现了奥迪电动化转型的技术实力与变革决心。

 作为第二代800V平台,PPE高端纯电平台三电系统硬件全面升级,电控系统效率大幅提升,智能总线在全新E3 1.2电子架构的加持下全面进化。基于PPE高端纯电平台打造的奥迪首款量产车型奥迪Q6 e-tron,不仅拥有澎湃稳定的动力性能及高效的充电效率,更凭借全新E3 1.2电子架构带来革命性数字体验,将纯电用车体验拓展到新的高度,重新定义高端纯电产品价值新标准。

 全域800V:全新第二代800V电机与电控

 PPE平台采用相同直径的电机,但不同车型的电机长度各异,可选的电机种类包括直径为200毫米、150毫米和100毫米的永磁同步电机,以及一个长度为100毫米的异步伺服电机。同时,PPE平台对传动系统进行了声学优化,让整车NVH得到进一步提升。此外,这也是奥迪有史以来第一次在转子和定子上使用所谓的“发夹”绕组以及复杂高效的油冷系统。定子上的发夹绕组能够实现极高的能量密度或更高的效率,同时减少对稀土的使用,发夹绕组也使电机的设计更加紧凑。

 在PPE平台的电机中,奥迪还首次采用了半导体领域中效率最高的碳化硅材料,可有效减少热损失,有效提升了续航里程。并且,电机内部模块化设计和冰冷装置的应用,也能够提升电机散热效果,提升工作效率。在PPE平台中全新开发的变速箱通过模具支持优化了声学性能,根据型号的不同配备最多四种传动比。与电机一样,变速箱同样采用特别高效的油冷系统,这一举措可使续航里程增加约5公里。在PPE平台的赋能下,奥迪Q6 e-tron的驱动系统更为高效、智能。其中,电机和传动轴尺寸减少了30%,重量减轻20%,能耗降低30%,系统性能提高33%。

 PPE平台开发的专属高压电池

 为PPE平台打造的高压电池中,镍、钴、锰的比例约为8:1:1,与以往的电池相比,钴的比例减少,镍的比例增多,对环境更加友好。

 PPE平台的高压电池模块数量减少也带来了一系列优势。首先,该电池可以模块化地应用于高底盘车型和低底盘车型,所需的安装空间更小、重量更轻,并且可以更好地集成到车辆防碰撞结构和冷却系统中。其次,电池所需的电缆和高压连接器数量减少,对螺栓紧固件的需求量也显著降低。此外,模块间的电气连接更短,大幅降低损耗并减轻重量。冷却板集成在电池外壳内,确保热量均匀传递并尽可能让电池保持在最佳状态。由热成型钢制成的保护侧护杠并未安装在电池上,而是牢牢地固定于车身。全新的底部护板由纤维复合材料制成,这种结构不仅能进一步减轻电池重量,还可提升电池与环境间的隔热水平,同时使PPE平台的高压电池实现更加高效地加热或冷却。

 电池总容量达100千瓦时,最大充电功率达270千瓦

 专为PPE平台研发的高压电池结构实现进一步简化,由12个模块和180个电芯组成。每个模块由15个电芯串联而成,总容量达100千瓦时(净容量达94.9千瓦时),最大充电功率可达270千瓦。除此以外,奥迪Q6 e-tron车型系列还可以选装容量为83千瓦时的电池,该电池由10个模块和150个电芯组成。得益于优化的电芯电化学和高性能的热管理系统,理想条件下,容量为100千瓦时的电池电量从10%充电至80%,仅需约21分钟,充电10分钟就可增加255公里续航里程。

 电池管理控制单元(BMC)是专为PPE平台研发的中央控制单元,负责控制电流,以在实现快速充电的同时保障电池使用寿命。BMC完全内置于高压电池中。同时,12个电芯模块控制器(CMS)作为永久监测装置,向电池管理控制单元发送模块当前温度或电芯电压等数据,控制单元再将电量(SoC)等参数发送至高性能计算平台中的HCP4(全新E3 1.2电子架构的组成部分)。随后,计算机将数据反馈至新型预测式热管理系统,该系统会根据需求对电池进行冷却或加热的循环调节,以实现最佳电池性能。

 如果充电站采用400伏充电技术,高压电池将启用并联充电。此时,800伏电池被自动分成两个电压相同的电池,以最大功率135千瓦实现并联充电。两部分电池的电量首先被平均化,然后再同时充电。

 全域效率提升:全新热管理与全域制动能量回收系统

 凭借全新开发的预测式热管理系统,即使在极寒或极热的环境条件下,奥迪Q6 e-tron也能够在较短时间内达到理想充电状态,从而延长电池的使用寿命。

 预测式热管理系统利用导航、路径、和用户行为等数据预先计算出冷却或加热需求,并在需要的时候高效地进行温度调节。如果用户开车前往规划路线中的高功率充电站,预测式热管理系统会提前为直流充电做准备并对电池进行冷却或加热,从而缩短充电时间。如果行驶路段前方有陡坡,热管理系统会适当冷却高压电池的温度,避免产生更高的热应力。如果行驶状态没有提供相应信息以生成预测数据,标准算法将负责调节高压电池的热管理系统。同时,该算法还会收集大量信息,并会对驾驶情况做出实时反应。此外,PPE平台的热管理系统还具备后续温控和持续温控功能,这些功能将在车辆的整个使用生命周期内监测电池温度,即使在车辆处于静止状态或者当室外环境炎热的情况下,电池也会保持在合适温度。

 为了进一步提升车辆续航水准,奥迪Q6 e-tron配备了三挡调节(D1、D2、D0)的序列式制动能量回收系统,在理想条件下,最大回收功率为220kW。在车辆行驶过程中,前后轴均可参与动能回收,当车辆执行制动操作前,动能回收系统会优先介入降低5-7km/h的时速,回收其动能,增加续航水准。此外,奥迪Q6 e-tron还配备B挡驾驶模式,在该模式下,车辆在动能回收过程中具备更强的制动效果。

 全域智能控制:全新E3 1.2智能总线架构

 奥迪携手CARIAD共同研发全新E3 1.2电子架构,包含面向未来的全新硬件与软件配置,将首次搭载于奥迪Q6 e-tron车型系列,让“突破科技,启迪未来”触手可及。

 全新E3 1.2电子架构由5台高性能计算平台(High-Performance Computing Platform,简称HCP)组成运行核心,所有车辆功能以域为单位分配给相应电脑。HCP1负责驱动系统、悬架、车辆纵向和横向动态;HCP2控制驾驶辅助系统;HCP3管理所有信息娱乐功能;HCP4负责与舒适相关的功能,如灯光控制、空调和座椅调节。最后,HCP5负责管理域控制器之间的中央内部联网,并建立起车辆与外部数字世界的连接。

 由于软件更新以及驾驶辅助系统中传感器、执行器和处理器之间交互时会产生大量数据交换,并需要宽带连接,除了车辆协议之外,奥迪还使用了千兆以太网标准。所有HCP以控制未来不断升级的车辆功能为目标,即便日后车辆引入更多功能或升级系统,也可保证提供流畅的高端体验。此外,E3 1.2电子架构可以与后台高性能无缝连接,适用于Car-to-X车联网技术集群智能应用和计算密集型非车载功能。

 E3 1.2电子架构可以通过移动网络实现OTA远程升级并扩展新功能,具有高度适用性,专为不同品牌和不同细分市场而设计。自研发初始,安全性和可更新性的特点就根植于架构中。标准化的E3 1.2电子架构不仅简化了研发和生产流程,还能带来额外的规模经济效益。相关的软件组件由CARIAD开发,而奥迪则负责为每款车型定制适配应用。

 同时,车辆在交付后的配置不是一成不变的。从奥迪Q6 e-tron车型系列开始,用户可通过车载移动网络进行软件升级,并且可轻松使用智能手机中的myAudi app预约软件更新。在所有软件包更新完毕并通过安全证书校验为正确版本之前,更新机制会收集临时储存的数据。出于安全考虑,软件更新只在车辆静止时才会进行,更新完成后,车辆功能将得到优化和提升。用户还可按需订购新功能和选装包,比如用户可以根据个人意愿调整车辆配置。

 奥迪E3 1.2电子架构的研发概念注重全方位的动态安全性,新架构更大程度上实现了软件和硬件功能的区分,复杂功能控制从外围控制单元转移到核心架构,这不仅提高了系统安全性,降低了开发成本,还使软件更新更为便捷,功能也更加强大。

 基于全新E3 1.2电子架构打造,奥迪Q6 e-tron可提供全新一代增强现实抬头显示屏(AR head-up display)、全新开发的GUI(图形用户界面)、MMI全景显示屏和MMI副驾驶员显示屏、具有自学能力的奥迪语音助手、带有音域识别的3D声音等功能,并无缝集成到用户数字生态系统,为用户带来前所未有的数字化体验。

 全新转向和扭矩分配:打造精准驾驶动态

 奥迪Q6 e-tron底盘的大部分系统和部件都为全新研发,在底盘调校方面,奥迪秉持精确理念,确保悬架控制系统之间精准协调。前轴经过重新设计,奥迪Q6 e-tron的驾驶动态有了显著改进。例如,奥迪Q6 e-tron首次将控制臂安装在支臂前方,以优化高压电池的安装空间。此外,新研发的部件还优化了车辆的运动学参数。

 图注6.专为PPE平台开发的专属底盘系统,并经过精准调教

 基于四轮驱动系统灵活可变的特征,扭矩分配偏向后轴的方式增强了奥迪Q6 e-tron的运动驾驶特性。由于前后轴的电机尺寸不同,车辆即使在满载的情况下也能实现偏向后轴的扭矩分配。为了配合这种扭矩分配方式并确保车辆拥有更强的抓地力和驾驶动态表现,奥迪Q6 e-tron的后轮胎比前轮胎更宽。

 本次“Audi Q6 e-tronTech Day”不但集中展示了奥迪在电动化、智能化领域的前瞻思考与不懈探索,更进一步彰显了奥迪电动化转型正迈向新台阶。未来,一汽奥迪将持续聚焦电动化转型,通过不断推动科技创新和产品升级,为用户创造更加美好、智能、环保的电动化出行体验。