La nueva plataforma PPE (Plataforma Eléctrica Premium) es la base sobre la que se van a asentar algunos coches 100 % eléctricos del Grupo Volkswagen. Los primeros, el Porsche Macan, el Audi Q6 e-tron y el Audi A6 e-tron, pero deben ir llegando más modelos porque la idea es que se puedan vender de modo rentable vehículos con este sistema de propulsión manteniendo altos estándares de calidad.
Diseñada por ambas compañías, la plataforma PPE plantea varias ventajas:
- Versatilidad de diseño: es posible variar distancia entre ejes, ancho de vías y altura libre al suelo. Así puede haber diferentes modelos en distintos segmentos, permitiendo a cada marca conservar su carácter.
- Variedad mecánica: Admite tracción trasera y total (con motores en ambos ejes de diferentes potencias), así como el bloqueo de diferencial trasero electrónico totalmente variable. Se apuesta por motores de imanes permanentes (PSM) con bobinado en horquilla, donde el rotor está equipado con imanes que generan un campo magnético natural. Ofrecen más potencia y par que los motores asíncronos (ASM), son más eficientes y con mayor capacidad de recuperación – para que la aceleración esté disponible varias veces consecutivas–. En Audi calculan que los nuevos motores eléctricos para la PPE requieren alrededor de un 30% menos de espacio de instalación y pesan en torno a un 20% menos.
- Electrónica de potencia: Emplea carburo de silicio (SiC) en lugar de silicio como material semiconductor en el inversor de pulsos (PWR) del eje trasero. Esto reduce significativamente las pérdidas en el inversor y permite que las frecuencias sean más altas.
- Alta tensión: La arquitectura de alto voltaje de 800 voltios asegura unas prestaciones elevadas de manera continua, acorta significativamente el tiempo de carga y reduce tanto el peso de los cables como el espacio requerido para ellos. Equipan baterías de unso 100 kWh de capacidad, dedoce módulos con celdas prismáticas. La proporción de mezcla de níquel, cobalto y manganeso es de 8:1:1 y para mayor densidad de energía.
- Mayor capacidad de recarga: Admite una potencia de carga aún mayor que los 270 kW del Taycan. Ojo, si se llega a un punto de carga de 400 voltios, divide la batería en dos partrs con un voltaje nominal de 400 voltios para cargar en paralelo, alineando si hace falta los niveles de carga de las dos mitades de la batería. En 21 minutos puede pasar del 10% al 80% de carga.
- Ahorro de espacio: El sistema Integrated Power Box, además de cables necesarios y peso, reduce los costos. Aprovecha mejor el espacio al combinar el cargador de corriente alterna (CA) incorporado, el calentador de alto voltaje y el convertidor de corriente continua CC/CC.
Audi calcula que las medidas de eficiencia en torno a los nuevos motores eléctricos para la PPE permiten 40 km de autonomía extra comparado con la primera generación del Audi e-tron. Además de ahorrar peso, tienen mejoras significativas:
- Bobinado en horquilla: Por ejemplo, la proporción del espacio que ocupan los devanados de cobre en las ranuras en las que se alojan) ha aumentado hasta el 60%, frente al 45% de los bobinados convencionales.
- Bomba de aceite eléctrica en la transmisión: Gracias a la refrigeración del aceite del rotor, se ha podido prescindir del usar elementos pesados de tierras raras. Aumentando la densidad de potencia en un 20%.
- Electrónica de potencia: El inversor controla el motor eléctrico y convierte la corriente continua de la batería en corriente alterna. Controla los datos el ordenador de dominio HCP1 (High-Performance Computing Platform1), responsable del sistema de propulsión y la suspensión. En la versión más potente se han instalado semiconductores de carburo de silicio, que son un 60 % más eficientes y a carga parcial son más fiables. Se ganan ahí 20 km de autonomía.
- Cables más finos: La arquitectura de 800 voltios permite usar cableado de batería y motor eléctrico más fino. Eso reduce el espacio de instalación, peso y consumo de materias primas. El sistema se calienta menos debido a la menor pérdida de calor, así que el sistema de refrigeración es más pequeño y eficiente.
- Gestión térmica inteligente: Además de la arquitectura de 800 voltios para cargar rápido influye la gestión térmica predictiva. Con datos del sistema de navegación, ruta, temporizador de salida y el comportamiento de uso se calcula la necesidad de refrigeración o calefacción. Si se selecciona el modo efficiency, el acondicionamiento de la batería se activa posteriormente, para aumentar la autonomía real en función de la conducción. Y en el modo dynamic, pensado para conseguir las mejores prestaciones, si el tráfico no lo permite, se minimiza el uso de energía para el acondicionamiento de la batería. Y se controla la temperatura de la batería durante toda su vida útil, incluso cuando el vehículo está parado.
- Climatización: Para compensar la mayor eficiencia del sistema de propulsión y la consiguiente reducción de las pérdidas de calor, la bomba de calor de agua y glicol se complementa con una bomba de calor de aire. Además del calor residual del refrigerante del motor eléctrico y otros componentes, el aire ambiente también puede utilizarse como fuente de calefacción.
- Recuperación de energía: Con la PPE, alrededor del 95% de todo el proceso de frenado en una conducción cotidiana puede ser gestionado mediante el frenado regenerativo mediante los motores eléctricos. La función de recuperación ya no es gestionada por el sistema de control de frenos, sino por el HCP1, uno de los cinco ordenadores de alto rendimiento del vehículo. Como también es responsable del sistema de propulsión y suspensión, aumenta la influencia del sistema de propulsión en el sistema de frenado. El Sistema de Frenado Inteligente (IBS) ha mejorado y ahora puede combinar potencias de frenado específicas para cada eje.
Fuentes: Audi, Porsche
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