(video) Maşinile electrice Audi folosesc un AWD cu o arhitectură absolut nouă. Tot ce trebuie să ştii despre sistemul quattro electric

De patru decenii deja, Audi ridică standardele în domeniu, cu sistemul său de tracțiune integrală permanentă quattro, cu care a inițiat în urmă cu 40 de ani o schimbare de paradigmă în domeniul tehnologiei trenului de rulare, atât în motorsport, cât și în industria auto în general.

Marca face acum uz de cunoștințele sale acumulate în acest domeniu începând din 1980, pentru a face următorul pas de mare importanță. Astfel, sistemul quattro electric, cu care sunt echipate modelele gamei e-tron de automobile electrice, marchează încă o reușită extraordinară în epoca mobilității electrice, plăcerea condusului și eficiența putând merge în acest fel mână în mână.

Audi îmbină optim sistemele quattro și e-tron, dând naștere unei combinații puternice, marcate de performanțe dinamice extraordinare și eficiență excelentă. Compania include astfel în producția sa de volum un sistem de tracțiune integrală extrem de variabil, dinamic și precis, ce face uz în manieră eficientă de energia disponibilă.

De ce a ales Audi să folosească sistemul electric de tracțiune integrală?

“Sistemul quattro electric reprezintă combinația perfectă dintre performanțele foarte ridicate și eficiența superioară. Astfel îmbinăm cu succes avantajele de eficiență date de antrenarea unei singure punți, cu tracțiunea excelentă și performanțele dinamice ridicate ale sistemului de tracțiune integrală”, explică Michael Wein, managerul de proiect pentru sistemele de control ale tracțiunii integrale.

La gama actuală de modele e-tron, în condiții de tracțiune bună, doar roțile din spate propulsează automobilul, în timp ce motorul de pe puntea spate este pus în mișcare fără a fi alimentat cu energie! Fiind un motor asincron, nu intervin pierderi electrice de tracțiune, astfel că acest design se face remarcat cu un consum relativ redus de energie.

Dar când este nevoie, puntea frontală este activată adițional, în doar câteva milisecunde și fără ca activarea să fie perceptibilă pentru cel de la volan. Aceasta se întâmplă, de exemplu, atunci când este nevoie de o agilitate mai accentuată sau de un cuplu mai ridicat sau când coeficientul de frecare este redus, din cauza carosabilului umed sau acoperit cu zăpadă sau noroi.

Ce este special la tracțiunea quattro electrică în comparație cu sistemele concurenților?

Audi este primul producător de automobile ce poate oferi o distribuție atât de variabilă a cuplului. Marca a introdus acest sistem cu performanțe excelente odată cu modelul e-tron S, folosind un motor pe puntea din față și două motoare electrice instalate într-o singură carcasă de pe puntea spate.

Făcând uz de un concept sofisticat de control și ajustare, sistemul electric quattro rezolvă conflictul obiectivelor diametral opuse impuse de performanța dinamică și eficiența ridicată. Este posibil datorită operării pe un singur ax, ce permite adițional activarea variabilă și imperceptibilă a punții frontale.

De asemenea, Audi integrează în acest sistem funcții precum cea de control electric a cuplului (electric torque vectoring) pe puntea spate, controlul separat al cuplului pentru fiecare roată cu intervenția asupra frânelor la diferențialul blocabil mecanic, precum și performanțe mai ridicate de recuperare la trenul de rulare electric. Adițional, șoferul poate adapta variabilitatea foarte accentuată a sistemului în funcție de preferințele sale, selectând profilul individualizat adecvat.

Când se activează sistemul electric de tracțiune integrală la modelele e-tron și e-tron S?

Sistemul electric de tracțiune integrală este activ când se degradează aderența suprafeței de rulare și coeficientul de fricțiune este mai redus, în condiții dinamice de condus, deci când șoferul are nevoie de putere de tracțiune accentuată sau când se dorește nivelul maxim de recuperare.

Cu alte cuvinte: la recuperarea energiei la frânare și la reducerea vitezei la rularea liberă. Dacă șoferul reduce viteza automobilului până la 0,3 g, motoarele electrice funcționează pe post de generatoare, convertind energia cinetică a automobilului în energie electrică, ce este stocată în baterie.

Peste 90% dintre toate operațiunile de frânare la condusul uzual în viața de zi cu zi se încadrează în aceste situații. Astfel, sistemul va activa adițional frânele hidraulice doar când pedala de frână este apăsată cu o putere mai mare decât cea descrisă mai sus.

De exemplu, la frânarea de la 100 km/h, e-tron S poate recupera energie cinetică la până la 270 kW, comparativ cu 250 kW la automobilele de curse electrice de Formula E! Dacă șoferul are nevoie de putere maximă la accelerare, modelele e-tron S asigură un boost total de 370 kW (503 CP) și cuplu maxim de sistem de 973 Nm! Unitățile interconectate de control ale diferitelor sisteme decid în permanență asupra distribuției optime a cuplului pentru fiecare situație curentă, atât pentru propulsie, cât și pentru recuperare.

Ce oportunități deschide sistemul quattro electric comparativ cu sistemul clasic de tracțiune integrală?

La modelele Audi e-tron, puntea din față și ce din spate sunt fiecare antrenate de câte un motor electric. În schimb, versiunile e-tron S fac uz de un motor pe puntea față și două motoare pe puntea din spate. Cu sistemul său de control electric al cuplului (electric torque vectoring) de pe puntea spate, ce permite dezvoltarea controlată diferențiat a cuplului pe partea stângă și pe partea dreaptă, e-tron S beneficiază de o tracțiune quattro și mai agilă.

Avantajul extraordinar: fără a dispune de o legătură mecanică între cele două motoare electrice de pe puntea spate, sunt asigurate funcțiile unui diferențial blocabil transversal. Astfel, un simplu soft asigură funcționalitățile unui diferențial sport, ceea ce înseamnă că Audi a obținut distribuția transversală deplin variabilă și activă a cuplului pe puntea spate doar din controlul inteligent al sistemului de propulsie.

Cum a reușit Audi să obțină această variabilitate extremă a sistemului său electric de propulsie?

Audi combină arhitectura trenului de rulare electric (un sistem inedit în producția auto de volum) cu unități de control sofisticate, la care toate componentele esențiale ale softului și integrarea lor în sistemul de ansamblu au fost dezvoltate intern de Audi. În comparație cu sistemul mecanic de tracțiune integrală, astfel se obține un sistem cu răspuns mai rapid.

De pildă, latența la controlul electric al cuplului, adică timpul ce se scurge de la momentul la care senzorii măsoară parametrii și până la distribuirea activă a cuplului, este de doar 30 de milisecunde. Aceasta reprezintă doar aproximativ un sfert din timpul de răspuns al sistemului mecanic.

De asemenea, motoarele electrice asigură un cuplu evident mai ridicat. Astfel, pentru roata de pe exteriorul virajelor poate fi alocat un cuplu cu până la 220 Nm mai mare, ceea ce, datorită raportului de transfer, poate însemna per total 2.100 Nm per roată! Drept urmare, sistemul de propulsie generează cuplul de supravirare dorit în viraje: automobilul se rotește corespunzător în jurul axului său vertical în direcția de virare, dând senzația de agilitate deosebit de pronunțată.

Când coeficientul de frecare pe zăpadă sau gheață este redus, tracțiunea poate fi, de asemenea, optimizată cu precizie foarte ridicată: sistemul măsoară coeficientul de frecare al roților antrenate și datorită sistemului inteligent de alocare a cuplului, acest coeficient este folosit în manieră ideală pentru optimizarea tracțiunii per ansamblu.

Cum a putut fi asigurat nivelul acesta atât de ridicat de precizie al sistemelor de control?

Interconectarea inteligentă reprezintă baza principală a acestei calități. Unitatea de comandă a sistemului de propulsie (DCU) distribuie cuplul între motoarele electrice. Eficiența ideală a conversiei energiei este decisivă pentru optimizarea eficienței. Unitatea de integrare a platformei electronice a șasiului (ECP) utilizează semnalele senzorilor pentru a monitoriza situația de deplasare a automobilului și calculează distribuția ideală a cuplului în direcție longitudinală și în direcție laterală.

Sistemul integrează și controlul caracteristicilor dinamice ale sistemului quattro, adică atât controlul electric al cuplului torque vectoring, cât și controlul cuplului în funcție de roată, cu intervenții de frânare pe puntea din față. La limita dinamică, frâna roții încetinește ușor roata de pe interiorul virajului pe puntea față la e-tron S și pe ambele punți la e-tron. Astfel, datorită diferențialului mecanic al punții, se distribuie mai mult cuplu pe partea exterioară și automobilul răspunde la controlul volanului cu agilitate deosebită, urmând cu precizie traiectoria virajului.

Sistemul de control al tracțiunii (TCR) acționează în intervale de câte o milisecundă. Aceasta este posibil deoarece diferitele componente funcționale ale sistemului de control electronic al stabilității (ESC) au fost atribuite direct sistemelor electronice ale motoarelor electrice. Iar unitatea de comandă a propulsiei coordonează sistemul de control al tracțiunii și unitatea de comandă a tracțiunii integrale, configurație în care inginerii au dat prioritate manevrabilității agile, la un layout de bază sportiv.

Are șoferul posibilitatea de a influența caracteristicile sistemului quattro electric?

Șoferii au la dispoziție două variante pentru a adapta sistemul electric quattro la preferințele lor. Astfel, sistemul de manevrabilitate dinamică Audi drive select, ce este o dotare standard a modelelor e-tron, oferă 7 moduri diferite de conducere: confort, auto, dinamic, eficient, individual, all-road și off-road.

Prin intermediul acestui sistem, pot fi adaptate, printre altele, controlul tracțiunii integrale, precum și suspensiile, dar și alte sisteme. Adaptarea se face atât în funcție de situațiile date de drum, cât și la preferințele personale ale celui de la volan.

Iar sistemul electronic de control electronic al stabilității (ESC) oferă patru moduri: Normal, Sport, Off-road și Off. În condiții de off-road, sistemul acesta optimizează tracțiunea, stabilitatea și controlul frânării și activează sistemul standard de control pentru coborârea pantelor.

De asemenea, șoferii pot selecta trei niveluri de recuperare la rularea liberă: la nivelul 0 automobilul rulează absolut liber, iar la nivelul 1 automobilul este ușor frânat. În nivelul 2, la care frânarea este de până la 0,13 g, automobilul recuperează cea mai multă energie, iar cel de la volan percepe cel mai accentuat senzația pedalei unice. În modul manual, automobilul menține nivelul de recuperare selectat anterior.

Vezi şi: