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La tracción quattro de Audi establece estándares en la era de la movilidad eléctrica
- Nueva arquitectura de la tracción quattro para modelos eléctricos
- Distribución optimizada del par, tanto longitudinal como transversal
- Beneficios: variable, dinámica, precisa y potente con máxima eficiencia
Ingolstadt, 20 de agosto de 2020 – Durante cuatro décadas, Audi ha estado marcando el ritmo con la tracción total permanente quattro, iniciando así un cambio de paradigma en la tecnología de tracción en el mundo de la automoción y en el automovilismo. La marca ahora está utilizando este conocimiento que ha acumulado desde 1980 para el siguiente paso. La tracción quattro eléctrica de los modelos de la gama e-tron marca el siguiente hito de Audi en la era de la movilidad eléctrica. El placer de conducir y la eficiencia se fusionan en un paquete completo.
Audi combina quattro y e-tron en una poderosa combinación de alto rendimiento y notable economía. La marca produce un sistema de tracción en las cuatro ruedas que es altamente variable, dinámico y preciso, al tiempo que hace un uso eficiente de la energía disponible.
¿Por qué Audi utiliza la tracción eléctrica en las cuatro ruedas?
“Para nosotros, la tracción quattro eléctrica es la combinación perfecta de alto rendimiento y alta eficiencia”, dice Michael Wein, líder del proyecto de sistemas de control de tracción en las cuatro ruedas. "Combinamos las ventajas de eficiencia de un eje motriz con la tracción y el rendimiento dinámico de un sistema de tracción en las cuatro ruedas".
En la actual gama de modelos e-tron, sólo las ruedas traseras impulsan el coche en condiciones normales de conducción, mientras que el motor delantero permanece desactivado. Al ser de tipo asíncrono no existen pérdidas asociadas por arrastre, por lo que esta disposición consume muy poca cantidad de energía. El eje delantero entra en acción en milisegundos y de forma imperceptible para el conductor, activándose sólo cuando es necesario, por ejemplo, cuando existe una demanda de alta dinámica de conducción, alta transferencia de par o en el caso de un bajo coeficiente de fricción debido a la humedad, el barro o la nieve.
En la actual gama de modelos e-tron, sólo las ruedas traseras impulsan el coche en condiciones normales de conducción, mientras que el motor delantero permanece desactivado. Al ser de tipo asíncrono no existen pérdidas asociadas por arrastre, por lo que esta disposición consume muy poca cantidad de energía. El eje delantero entra en acción en milisegundos y de forma imperceptible para el conductor, activándose sólo cuando es necesario, por ejemplo, cuando existe una demanda de alta dinámica de conducción, alta transferencia de par o en el caso de un bajo coeficiente de fricción debido a la humedad, el barro o la nieve.
¿Qué tiene de especial la tracción quattro eléctrica en comparación con la competencia?
Con el e-tron S, Audi es el primer fabricante que permite una distribución de par altamente variable, gracias a la configuración con un motor en el eje delantero y dos motores en el eje trasero. En combinación con un sofisticado sistema de control y regulación, la tracción quattro eléctrica, debido a su operación de eje único con activación variable e imperceptible del eje delantero, resuelve los objetivos conflictivos de rendimiento dinámico y eficiencia.
Audi integra funciones como la vectorización de par eléctrico en el eje trasero, el control de par selectivo de las ruedas a través de la intervención de frenado en el diferencial mecánico y el alto rendimiento de recuperación del sistema de propulsión eléctrico. Además, el conductor puede ajustar la gran variabilidad del sistema a sus preferencias personales mediante selecciones de distintos programas.
Audi integra funciones como la vectorización de par eléctrico en el eje trasero, el control de par selectivo de las ruedas a través de la intervención de frenado en el diferencial mecánico y el alto rendimiento de recuperación del sistema de propulsión eléctrico. Además, el conductor puede ajustar la gran variabilidad del sistema a sus preferencias personales mediante selecciones de distintos programas.
¿Cuándo activan los modelos e-tron y e-tron S su tracción eléctrica en las cuatro ruedas?
La tracción eléctrica en las cuatro ruedas se activa en situaciones de degradación del agarre en superficies de la carretera con bajos coeficientes de fricción, en condiciones de conducción particularmente dinámicas, cuando el conductor exige una alta potencia de tracción o cuando se desea la máxima recuperación, es decir, la recuperación de energía durante el frenado y la desaceleración. Si el conductor desacelera el automóvil a un nivel de 0.3 g, los motores eléctricos actúan como generadores, utilizando la energía cinética del automóvil y convirtiéndola en energía eléctrica que se utiliza para carga la batería. Esto aplica a más del 90 por ciento de todas las maniobras de frenado que se producen en la conducción diaria. Solo cuando se aplica una presión más fuerte en el pedal, el sistema activa adicionalmente y sin problemas los frenos hidráulicos. Por ejemplo, en un evento de frenado a 100 km / h, el e-tron S puede recuperar energía cinética con una potencia de hasta 270 kW, en comparación con los 250 kW de los autos de la serie de carreras eléctricas de Fórmula E. Si el conductor exige la máxima potencia al acelerar, los modelos e-tron S proporcionan un impulso total de 370 kW (503 CV) y un par de 973 Nm. Ya sea en modo de conducción o de recuperación: los modelos de control interconectados siempre seleccionan la mejor distribución de par.
¿Qué oportunidades presenta la tracción quattro eléctrica en comparación con la tracción en las cuatro ruedas convencional?
En los modelos Audi e-tron, un motor eléctrico acciona el eje delantero y otro el eje trasero. Las versiones e-tron S utilizan un motor en el eje delantero y dos en el eje trasero. Con la vectorización eléctrica del par, es decir, el control del par de forma específica para las ruedas traseras izquierda y derecha, el e-tron S proporcionan una mayor agilidad.
La ventaja principal es que se logran las funciones de un diferencial trasero (como el diferencial deportivo), pero sin necesidad de una conexión mecánica entre los dos motores eléctricos del eje trasero, utilizando una activación basada en software. En consecuencia, gracias a la unidad de control inteligente, Audi ha implementado una distribución de par activa y completamente variable en el eje trasero.
La ventaja principal es que se logran las funciones de un diferencial trasero (como el diferencial deportivo), pero sin necesidad de una conexión mecánica entre los dos motores eléctricos del eje trasero, utilizando una activación basada en software. En consecuencia, gracias a la unidad de control inteligente, Audi ha implementado una distribución de par activa y completamente variable en el eje trasero.
¿Cómo logró Audi esta alta variabilidad en el sistema de tracción eléctrica?
Audi combina un nuevo tipo de arquitectura de propulsión eléctrica, una novedad en la producción de en seria, con sofisticadas unidades de control en las que todos los componentes clave del software y su integración de red se han desarrollado internamente.
En comparación con la tracción en las cuatro ruedas mecánica, esto da como resultado un sistema de tracción con una respuesta muy rápida. Por ejemplo, la latencia – el intervalo de tiempo entre la medición por parte del sensor y la activación de la distribución del par – en el caso de la vectorización eléctrica del par es de solo 30 milisegundos, alrededor de una cuarta parte del tiempo de respuesta de un sistema mecánico. Además, el accionamiento eléctrico proporciona niveles de transferencia de par claramente más altos: se puede asignar hasta 220 Nm más de par a la rueda exterior al trazar una curva, lo que, debido a la relación de transferencia, equivale hasta 2.100 Nm por rueda. Así es como el sistema de tracción genera el momento de guiñada deseado en las curvas: el automóvil gira en consecuencia alrededor del eje vertical en la dirección de la curva y, por lo tanto, se siente particularmente ágil.
Cuando el coeficiente de fricción sobre nieve o hielo es bajo, la tracción también se puede optimizar con gran precisión: se determina el coeficiente de fricción respectivo de las ruedas motrices y se utiliza idealmente a través de la asignación de par, mejorando así la tracción general.
En comparación con la tracción en las cuatro ruedas mecánica, esto da como resultado un sistema de tracción con una respuesta muy rápida. Por ejemplo, la latencia – el intervalo de tiempo entre la medición por parte del sensor y la activación de la distribución del par – en el caso de la vectorización eléctrica del par es de solo 30 milisegundos, alrededor de una cuarta parte del tiempo de respuesta de un sistema mecánico. Además, el accionamiento eléctrico proporciona niveles de transferencia de par claramente más altos: se puede asignar hasta 220 Nm más de par a la rueda exterior al trazar una curva, lo que, debido a la relación de transferencia, equivale hasta 2.100 Nm por rueda. Así es como el sistema de tracción genera el momento de guiñada deseado en las curvas: el automóvil gira en consecuencia alrededor del eje vertical en la dirección de la curva y, por lo tanto, se siente particularmente ágil.
Cuando el coeficiente de fricción sobre nieve o hielo es bajo, la tracción también se puede optimizar con gran precisión: se determina el coeficiente de fricción respectivo de las ruedas motrices y se utiliza idealmente a través de la asignación de par, mejorando así la tracción general.
¿Cómo se logra un control tan preciso?
La interconexión inteligente es el requisito previo para esta función de software. La unidad de control del sistema de propulsión (drive control unit, DCU) distribuye el par entre los motores eléctricos. La mejor eficiencia de conversión de energía posible es decisiva para optimizar la eficiencia. La unidad de control integrada de la plataforma electrónica del chasis (ECP) utiliza señales de sensores para monitorear el estado de conducción del automóvil y calcula la distribución ideal del par longitudinal y lateral. Integra el control dinámico de la tracción quattro, es decir, la vectorización eléctrica del y el control selectivo de par en las ruedas en el eje delantero mediante la intervención de los frenos.
En el límite dinámico, el freno de la rueda desacelera ligeramente la rueda interior en el eje delantero del e-tron S y en los ejes delantero y trasero del e-tron. Así, a través del efecto del diferencial de eje mecánico, se distribuye más par hacia el exterior y el automóvil sigue el comando de dirección con especial agilidad en las curvas. El sistema de control de tracción (TCR) actúa a intervalos de un milisegundo. Esto se logra porque los componentes individuales del control electrónico de estabilidad (ESC) se han trasladado directamente a la electrónica de potencia en los motores eléctricos.
La unidad de control coordina el sistema de control de tracción y el controlador de las cuatro ruedas. Los ingenieros dieron prioridad a un manejo ágil con un diseño básico deportivo.
En el límite dinámico, el freno de la rueda desacelera ligeramente la rueda interior en el eje delantero del e-tron S y en los ejes delantero y trasero del e-tron. Así, a través del efecto del diferencial de eje mecánico, se distribuye más par hacia el exterior y el automóvil sigue el comando de dirección con especial agilidad en las curvas. El sistema de control de tracción (TCR) actúa a intervalos de un milisegundo. Esto se logra porque los componentes individuales del control electrónico de estabilidad (ESC) se han trasladado directamente a la electrónica de potencia en los motores eléctricos.
La unidad de control coordina el sistema de control de tracción y el controlador de las cuatro ruedas. Los ingenieros dieron prioridad a un manejo ágil con un diseño básico deportivo.
¿Puede el conductor influir en las características de la tracción quattro eléctrica?
Los conductores pueden adaptar la tracción quattro eléctrica a sus necesidades mediante dos controles. El sistema Audi drive select, que es estándar en los modelos e-tron, ofrece siete perfiles: confort, automático, dinámico, eficiencia, individual, allroad y offroad. De este modo, la tracción eléctrica en las cuatro ruedas, así como la suspensión y otros sistemas se pueden adaptar a las condiciones de la carretera y a las preferencias personales.
El sistema de control electrónico de estabilidad (ESC), a su vez, contiene cuatro programas: Normal, Sport, Offroad y Off. En condiciones de conducción offroad, optimiza la estabilidad, la tracción y el control de los frenos, y activa el sistema de control de descenso de pendientes. Además, los conductores pueden seleccionar tres niveles de recuperación de la desaceleración: en el nivel 0, el automóvil se desliza por inercia. En el nivel 1, el automóvil desacelera ligeramente. En el nivel 2, que tiene un rango de desaceleración de hasta 0.13 g, el conductor experimenta la conducción “one pedal feeling” y se recupera la mayor cantidad de energía. En modo manual, el automóvil conserva el nivel de recuperación seleccionado previamente.
El sistema de control electrónico de estabilidad (ESC), a su vez, contiene cuatro programas: Normal, Sport, Offroad y Off. En condiciones de conducción offroad, optimiza la estabilidad, la tracción y el control de los frenos, y activa el sistema de control de descenso de pendientes. Además, los conductores pueden seleccionar tres niveles de recuperación de la desaceleración: en el nivel 0, el automóvil se desliza por inercia. En el nivel 1, el automóvil desacelera ligeramente. En el nivel 2, que tiene un rango de desaceleración de hasta 0.13 g, el conductor experimenta la conducción “one pedal feeling” y se recupera la mayor cantidad de energía. En modo manual, el automóvil conserva el nivel de recuperación seleccionado previamente.