Audi quattro zet toon in tijdperk van elektrische mobiliteit
Audi Magazine
Sinds 1980 geeft de permanente quattro vierwielaandrijving van Audi de toon aan. De aandrijflijn zorgde voor een ware paradigmaverschuiving in de autowereld en autosport. Vandaag zet het merk 40 jaar quattro kennis in voor een volgende mijlpaal: de elektrische quattro in de e-tron modellen wijst de weg in dit tijdperk van elektrische mobiliteit. Rijplezier en efficiëntie vinden elkaar in een aantrekkelijk totaalpakket.
Waarom gebruikt Audi elektrische vierwielaandrijving?
"Voor ons is de elektrische quattro de perfecte combinatie van sterke prestaties en een hoge efficiëntie", zegt Michael Wein, projectleider All-Wheel Drive Control Systems. "We combineren de efficiëntievoordelen van één aangedreven as met de tractie en de dynamische prestaties van vierwielaandrijving." Bij voldoende grip drijven enkel de achterwielen de auto aan, terwijl de motor voor de voorwielaandrijving tegelijkertijd loopt zonder energie te behoeven. Aangezien de motor van het asynchrone type is, is er geen inherente elektrische weerstand. Dat maakt deze aandrijvingslay-out zo energiezuinig. De vooras wordt enkel - binnen milliseconden en onmerkbaar voor de bestuurder - geactiveerd indien nodig, bijvoorbeeld als er vraag is naar meer rijdynamiek, bij een hoge koppeloverdracht of in geval van een lage wrijvingscoëfficiënt wegens nattigheid, modder of sneeuw.
Wat is er zo uniek aan elektrische quattro-aandrijving?
In de e-tron S maakt Audi als eerste fabrikant een uiterst variabele koppelverdeling mogelijk. Daar zorgt de aandrijftopologie met één motor op de vooras en twee elektromotoren in een behuizing op de achteras voor. Omdat de voortdurende werking van de achteras indien wenselijk wordt aangevuld met een variabele, onmerkbare extra activering van de vooras, lost de elektrische quattro de ogenschijnlijke tegenstrijdigheid tussen dynamische prestaties en efficiëntie op. Audi integreert functies zoals elektrische koppelvectoring op de achteras, wiel-selectieve koppelregeling (door een rem-interventie met het mechanische differentieel) en hoge recuperatieprestaties in een elektrische aandrijflijn. Bovendien kan de bestuurder de hoge variabiliteit van het systeem aanpassen aan zijn persoonlijke voorkeuren via individuele programmaselecties.
Wanneer activeren de e-tron en e-tron S hun elektrische vierwielaandrijving?
De elektrische vierwielaandrijving is actief bij afnemende grip op een wegdek met lage wrijvingscoëfficiënten, in bijzonder dynamische rijomstandigheden, als de bestuurder een hoog tractievermogen eist of als maximale energierecuperatie gewenst is, dus tijdens het remmen en vertragen. Van zodra de bestuurder de auto vertraagt tot 0,3 g fungeren de elektromotoren als generatoren, waarbij de kinetische energie van de auto wordt omgezet in elektrische energie die op zijn beurt de batterij oplaadt. Dit geldt voor meer dan 90 procent van de remmanoeuvres in alledaagse rijsituaties. Enkel bij een forse druk op het rempedaal worden de hydraulische remmen geactiveerd. Als de e-tron S afremt bij 100 km/u, kan hij kinetische energie terugwinnen met een vermogen tot 270 kW. Dat is meer dan een elektrische racewagen uit de Formule E, die tot 250 kW haalt. Als de bestuurder tijdens het optrekken het volledige vermogen aanspreekt, haalt de e-tron S een totale boost van 370 kW en een koppel van 973 Nm. Zowel in rij- als recuperatiemodus wordt altijd voor de beste koppelverdeling gekozen.
Wat kan de elektrische quattro meer vergeleken met een conventionele vierwielaandrijving?
De e-tron S modellen gebruiken één motor op de vooras en twee op de achteras. Dankzij elektrische koppelvectoring kan de e-tron S links en rechts op de achteras een specifiek koppel ontwikkelen, met een nog grotere wendbaarheid als gevolg. Zo biedt de e-tron S de functies van een gecontroleerde transversale differentieelvergrendeling en dus de functies van een sportdifferentieel zonder een mechanische verbinding tussen de twee elektromotoren op de achteras. De activering is puur softwarematig. Audi implementeert dus een actieve en volledig variabele koppelverdeling op de achteras.
Hoe bereikt Audi deze hoge variabiliteit in de elektrische aandrijving?
Audi combineert een elektrische aandrijflijn met geavanceerde besturingssystemen waarvan alle belangrijke softwarecomponenten en hun netwerkintegratie in eigen huis werden ontwikkeld. Dit resulteert in een sneller reagerend aandrijfsysteem, vergeleken met mechanische vierwielaandrijving. Zo zorgt de elektrische koppelvectoring voor een latentie (het tijdsverschil tussen de sensormeting en het actieve koppel) van 30 milliseconden, wat ongeveer een vierde is van de tijd die een mechanisch systeem nodig heeft. Bovendien zorgen elektrische aandrijvingen voor een duidelijk hoger koppel. In een bocht gaat er tot 220 Nm meer koppel naar het buitenwiel, waardoor de e-tron S maar liefst tot 2.100 Nm koppel per wiel kan genereren en bijzonder wendbaar aanvoelt. Bij een lage wrijvingscoëfficiënt op sneeuw of ijs kan de tractie ook met grote precisie worden geoptimaliseerd. Omdat de wrijvingscoëfficiënten van de aangedreven wielen worden gemeten is een ideale vermogensoverdracht mogelijk.
Hoe wordt deze precisiecontrole bereikt?
De Drive Control Unit (DCU) verdeelt het koppel tussen de elektromotoren. Deze besturingseenheid van het Electronic Chassis Platform (ECP) maakt gebruik van sensorsignalen om het rijgedrag te meten en berekent vervolgens de ideale verdeling van het longitudinale en laterale koppel. Het integreert de elektrische koppelvectoring en de wiel-selectieve koppelcontrole via de rem-interventie op de vooras. Met nog meer precisie en wendbaarheid als gevolg, zeker als je de e-tron S naar zijn dynamische limieten stuurt.
Kan de bestuurder de rijeigenschappen van de elektrische quattro beïnvloeden?
Zeker. Bestuurders kunnen de elektrische quattro naar wens aanpassen via twee controllers. Het Audi Drive Select System heeft zeven standen: comfort, auto, dynamic, efficiency, individual, allroad and offroad. Dit betekent dat onder meer de elektrische vierwielaandrijving en de vering kunnen worden aangepast aan zowel de wegomstandigheden als persoonlijke voorkeuren. De elektronische stabiliteitscontrole (ESC) telt dan weer vier programma's: normal, sport, offroad en off. Bovendien kan de bestuurder ook nog eens kiezen tussen drie uitbolstanden: in level 0 bolt de auto het langste uit (ook wel coasten of zeilen genoemd), bij level 1 vertraagt de auto lichtjes en op level 2 remt hij het sterkste af, met uiteraard ook de grootste remenergierecuperatie als gevolg.
