L’Audi Premium Platform Electric, sviluppata congiuntamente con Porsche, è uno dei pilastri per l’espansione del portfolio dei modelli full electric Audi. Per la Casa dei quattro anelli rappresenta un asset strategico per completare la trasformazione in fornitore di mobilità premium sostenibile. Per la nuova generazione di veicoli elettrici, la cui prima declinazione stradale è costituita da Audi Q6 e-tron, il brand ha alzato nettamente l’asticella delle performance dei motori a elettroni, delle elettroniche di potenza, del sistema di trasmissione, della gestione termica, della batteria e dell’architettura elettronica.
Il “cuore” della piattaforma Audi Ppe è costituito dai nuovi propulsori elettrici, sensibilmente più compatti rispetto ai motori Bev sviluppati sinora, come sottolineato da un alleggerimento medio del 20%, e nettamente più efficienti: considerando il solo upgrade dedicato ai powertrain, divengono fruibili 40 chilometri di autonomia in più rispetto alla prima generazione di Audi e-tron. Vantaggi non meno rilevanti a livello produttivo: crescono infatti il grado di automazione delle linee e l’organizzazione verticale delle stazioni di lavoro in fabbrica, complice lo spazio d’installazione inferiore di circa il 30% rispetto allo standard. Analizzando nel dettaglio i propulsori, spicca come l’unità Psm (sincrona a magneti permanenti) in corrispondenza dell’assale posteriore di Audi Q6 e-tron, primo modello di serie del Brand basato sulla piattaforma Ppe, sia caratterizzata da una lunghezza contenuta in 200 millimetri, mentre l’unità asincrona (Asm) all’avantreno, coassiale all’assale anteriore, si contraddistingua per una lunghezza di solo 100 millimetri. Motore asincrono che, quando non coinvolto nella trazione, è oltretutto in grado di ruotare liberamente con minime perdite da trascinamento, a vantaggio dell’efficienza.
I nuovi avvolgimenti a spirale – le bobine dello statore sono costituite da filamenti rettangolari di rame e, sotto il profilo visivo, ricordano le ondulazioni delle forcine per capelli – permettono di ridurre la distanza tra gli elementi e utilizzare una quantità superiore di rame, a vantaggio dei valori di potenza e coppia erogati e della resistenza alle sollecitazioni termiche. Così facendo, il fattore di riempimento delle “cave dello statore” (gli alloggiamenti per gli avvolgimenti) raggiunge il 60% anziché il 45% appannaggio dei powertrain dedicati alle altre piattaforme della gamma Bev Audi. Parallelamente, il
raffreddamento diretto a olio dello statore contribuisce ulteriormente all’efficienza del sistema e consente di rinunciare in ampia misura a elementi realizzati mediante l’impiego di terre rare. Soluzioni raffinate che, complessivamente, comportano un incremento del 20% della densità di potenza, ovvero del rapporto tra le dimensioni dei motori e la potenza effettivamente erogata.
Elettroniche di potenza affinate: efficienza superiore del 60%
Ogni motore elettrico è corredato di una specifica elettronica di potenza che ne monitora e gestisce le performance in stretta sinergia con il controllo di trazione. L’elettronica di potenza agisce quale inverter convertendo la corrente continua della batteria in corrente alternata. L’analisi degli input provenienti dal pedale dell’acceleratore, dai freni o dalla trazione integrale quattro elettrica e le conseguenti reazioni tanto del sistema di propulsione mediante le elettroniche di potenza quanto delle sospensioni pneumatiche adattive sono affidate alla piattaforma informatica Hcp. Analizzando nel dettaglio le elettroniche di potenza, spicca come all’adozione di nuovi semiconduttori al carburo di silicio si affianchi il raffreddamento ad acqua: soluzioni che garantiscono sia un’efficienza superiore del 60% rispetto ai motori a elettroni sviluppati in passato, specie in condizioni di carico parziale, sia una maggiore affidabilità. Su strada, il vantaggio in termini di autonomia rispetto ai tradizionali semiconduttori al silicio è quantificabile in circa 20 chilometri.
Parallelamente, grazie all’architettura a 800 Volt è possibile utilizzare cavi più sottili per il cablaggio tanto della batteria quanto dei motori elettrici a vantaggio del contenimento degli ingombri, della leggerezza e della riduzione del fabbisogno di materie prime. Non solo, l’intero sistema è meno incline ai picchi termici, consentendo così di adottare un impianto di raffreddamento meno esigente sotto il profilo energetico.
Gestione termica “intelligente”: sino a 625 chilometri di range e ricarica di 255 km in 10 minuti
L’architettura a 800 Volt, ideale per potenze di ricarica nell’ordine dei 270 kW, è uno dei fattori chiave per ottenere elevate prestazioni in sede di “rifornimento”. La chimica delle celle batteria, sviluppata appositamente, garantisce un equilibrio ottimale tra densità
energetica e performance di ricarica, contenendo al contempo il ricorso a materiali critici quali il cobalto. Non meno rilevante la gestione termica, in grado di agire predittivamente parametrando i dati del sistema di navigazione e lo stile di guida del conducente. In abbinamento al pianificatore degli itinerari e-tron trip planner, che consente di verificare istantaneamente quante ricariche siano necessarie per raggiungere una destinazione, il sistema precondiziona la batteria in previsione del “rifornimento” Hpc con potenze sino a 270 kW. Analoga logica d’azione qualora si avvicini una salita particolarmente impegnativa, ad esempio un passo di montagna, o il guidatore opti per la modalità di guida dynamic: la gestione termica Audi anticipa il raffreddamento dell’accumulatore ad alta tensione, scongiurando il marcato aumento delle temperature. Un’azione “intelligente” in grado di adattarsi al mutare delle condizioni: se, ad esempio, il traffico rende impossibile sfruttare appieno le performance della vettura, la gestione termica, indipendentemente dal programma di guida selezionato, reagisce riducendo al minimo il fabbisogno d’energia per il condizionamento della batteria. Il condizionamento continuo dell’accumulatore costituisce un’ulteriore novità appannaggio del sistema di gestione termica Ppe. Tale funzione monitora la batteria durante l’intera vita utile, mantenendo la temperatura ideale anche quando il veicolo è fermo, ad esempio in presenza di condizioni climatiche torride. Il flusso del refrigerante viene ottimizzato implementando il ricircolo a U alla base dei moduli batteria, così da garantire l’omogeneità termica. Grazie alla tensione a 800 Volt e alla potenza di ricarica in DC sino a 270 kW, un valore di riferimento per la categoria, Audi Q6 e-tron ripristina sino a 255 km di autonomia in dieci minuti presso una stazione Hpc. Lo stato di carica (SoC) passa dal 10% all’80% in 21 minuti. L’unità di controllo denominata Smart Actuator Charging Interface Device funge da collegamento tra la presa
