Audi A2 e-tron電動驅動具備低能耗與高舒適度雙重優勢

全新A2 e-tron是有史以來效率最高的Audi車款,眾多發展措施促成了這一現象。除了空氣動力學與電池技術外,進一步發展的驅動技術也扮演決定性角色。動力電子系統、電動馬達與變速箱的改良,在Audi全新電動緊湊型車型中相互補足。結果是:顧客能享受低耗電、長續航距離,以及悅耳的聲響效果。

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升級版APP350電動驅動

Audi A2 e-tron的後方配備永久磁鐵同步馬達作為驅動裝置。它與車軸平行安裝,運作電壓為400伏特,而Volkswagen集團的APP350電驅系統可輸出高達350 Nm扭力,並特別針對MEB模組化電動驅動平台進行優化,同時提供更高效率、更長續航力及更佳的駕駛舒適度。這些改進主要影響電力電子系統、電動馬達及變速箱。

脈衝逆變器將高壓電池的DC直流電轉換為電動馬達所需的AC交流電。根據相關的感測器數據,它能精確且根據需要控制能量流動。所使用的功率半導體對硬碟效率有重大影響。新開發的脈衝逆變器中,取代了迄今為止標準的矽基雙極性電晶體,而是使用基於碳化矽(SiC)的金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)。碳化矽特殊的物理特性降低了切換損耗,並使效率提升超過97%。

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一項新的軟體功能利用SiC MOSFET的更高切換速度,進一步降低能源消耗。透過自適應操作策略,切換頻率可調整至相應合適的工作點,伴隨而來的較低切換頻率意味著損失較少。新方法特別利用這種效率潛力,特別是在電動驅動的典型運作範圍,無論是市區交通還是鄉村道路,中速與高負載行駛的狀況下。

由於能源利用率提升,動力電子系統也能在低電量狀態下為A2 e-tron提供全功率驅動。此外,為了提升車內的聲學舒適度,脈衝逆變器還有另一個功能,它會選擇性地將高頻諧波成分疊加在馬達電流上。因此,根據操作點的不同,干擾噪音會被消彌補償。

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電動馬達

Audi A2 e-tron上的APP350永久磁鐵同步馬達 是模組化電動驅動矩陣(MEB)中持續的進一步發展。它在不犧牲扭力與動力輸出的前提下提升效率。轉子與定子的設計測量會影響層壓厚度、轉子段段的排列以及定子繞組的接線。與前一代MEB的APP310相比,轉子厚度減少超過30%。此措施減少了鐵損(Iron loss):因導磁體隨時間反覆受到變動磁場的影響而損耗能量,這些能量以熱的方式散失,或以噪音的方式散失。

為了改善驅動聲學效果,電動馬達的轉子段不再線性排列,而是錯落排列。因此,激發在幾何上無法重現轉子的第一扭轉模式:避免了一階振動,且在從靜止狀態拉開時,主導的音調成分幾乎被消除。所有乘員能受益於更安靜的車艙環境。另外,還將定子繞組從星形改為三角形,並減少並聯分支數量,能提升電動馬達的效率。這尤其適用於對客戶最重要、最常使用的行駛狀態,例如:日常在市區交通或鄉村道路中輕負載下的駕駛。

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傳輸

Audi A2 e-tron採用緊湊輕量化的變速箱,透過技術精進提升效率。根據性能等級,A2的APP350採用兩種齒比:10.21(125 kW和140 kW),以及11.53(170 kW)。各動力規格車型所選的齒輪比能維持在特性圖中最有效率的範圍,進一步優化來降低日常駕駛的耗電。三款中最佳效率為A2 e-tron 140 kW,其綜合功耗僅為12.8 kWh/100km(WLTP)。

齒輪也經過精細加工,能產生特別光滑的齒側,如此可減少了變速箱內的摩擦損失,並進一步提升了驅動效率。這種精密加工技術也允許使用特別開發的低摩擦變速箱油,且黏度極低。結合變速箱內優化的油流,這大幅降低了齒輪組的運轉損失。

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Bear

曾於2002~2004任職於Option改裝車訊編輯,之後轉戰汽車銷售十餘年,擔任總代理新車及超級跑車的銷售業務及公關企劃,藉由過去的工作經驗作貼切的報導,以協助讀者們購車前的參考,是在下的職責以及撰稿方向。