Audi donne le ton depuis quatre décennies avec la transmission intégrale permanente quattro, qui a entraîné un changement de paradigme dans les systèmes d'entraînement dans le monde automobile, y compris le sport automobile. La marque Audi utilise désormais le vaste savoir-faire acquis depuis 1980 pour franchir une nouvelle étape. Avec l'entraînement électrique quattro des modèles de la série e-tron, Audi marque une nouvelle étape, cette fois dans l'ère de l'électromobilité. Plaisir de conduite et économie sont réunis ici en un seul appareil.
Audi crée une combinaison convaincante de hautes performances et d'économie exceptionnelle à partir des modèles quattro drive et e-tron. L'entreprise produit en série une transmission intégrale extrêmement variable, dynamique et précise. En même temps, cependant, il utilise efficacement l'énergie disponible.
Pourquoi Audi mise-t-elle sur la transmission intégrale électrique ?
"Pour nous, le quattro électrique est la combinaison parfaite de grandes performances et d'une grande économie", déclare Michael Wein, chef de projet pour les systèmes de contrôle de la transmission intégrale. "Nous combinons l'économie de la transmission à un essieu avec la traction et la dynamique de la transmission intégrale." Dans la gamme actuelle de modèles e-tron, la voiture n'entraîne les roues arrière que lorsque la traction est bonne. Le moteur de la traction avant tourne mais n'est pas alimenté. S'agissant d'un moteur électrique asynchrone, il n'y a pas de pertes électriques résultant de son principe de fonctionnement. Cet agencement d'entraînement a donc une faible consommation d'énergie électrique. L'essieu avant n'est engagé que lorsque cela est vraiment nécessaire – par exemple, lorsqu'une dynamique de conduite extraordinaire est requise, une transmission de couple élevée ou une diminution de l'adhérence sur des routes mouillées, sales ou enneigées. Le conducteur ne le remarque même pas, car l'ensemble du processus ne prend que quelques millisecondes.
En quoi la transmission électrique quattro est-elle si unique par rapport à la concurrence ?
Audi est le premier constructeur à permettre une distribution de couple hautement variable dans le modèle e-tron S basé sur une disposition d'entraînement avec un moteur électrique sur l'essieu avant et deux moteurs électriques dans un boîtier sur l'essieu arrière. En conjonction avec un système de contrôle électronique complet, le quattro électrique résout le conflit entre les exigences contradictoires de dynamique et d'économie. Comme point de départ, il utilise l'entraînement de l'essieu arrière, auquel l'entraînement de l'essieu avant est connecté de manière variable et imperceptible. Dans le même temps, Audi intègre d'autres fonctions supplémentaires. Celles-ci comprennent une répartition variable du couple entre les roues arrière, une optimisation de la transmission de la force motrice par des interventions de freinage sur les roues individuelles, qui simule la fonction de blocage d'un différentiel mécanique, et une récupération très puissante avec le système d'entraînement électrique. De plus, le conducteur peut adapter la grande variabilité du système à ses besoins en sélectionnant individuellement les modes de conduite.
Quand les modèles e-tron et e-tron S activeront-ils leur transmission intégrale électrique ?
La transmission intégrale électrique est activée lorsque l'adhérence de la surface de la route diminue, lors d'une conduite exceptionnellement dynamique ou lorsque le conducteur a besoin de performances élevées ou d'une récupération maximale, c'est-à-dire l'acquisition d'énergie cinétique lors du freinage et de la roue libre. Si la décélération est inférieure à 0,3 g, les moteurs électriques fonctionnent comme des générateurs, utilisant l'énergie cinétique de la voiture et la convertissant en énergie électrique qui est stockée dans les batteries. Cela s'applique à plus de 90 % de toutes les manœuvres de freinage dans la circulation quotidienne. Le système connecte en douceur le système de freinage hydraulique uniquement lorsqu'il y a une pression plus élevée sur la pédale de frein. Lors d'un freinage à partir d'une vitesse de 100 km/h, par exemple, l'e-tron S peut récupérer de l'énergie cinétique avec une puissance allant jusqu'à 270 kW. A titre de comparaison : en Formule E, c'est 250 kW. Lorsque le conducteur exige des performances maximales lors de l'accélération, les modèles e-tron S fournissent une puissance maximale de 370 kW et un couple de 973 Nm. Dans les fonctions d'entraînement et de récupération, les unités de commande en réseau décident toujours du meilleur rapport de répartition du couple pour le situation respective.
Quelles options le quattro électrique offre-t-il par rapport à la transmission intégrale conventionnelle ?
Dans les modèles Audi e-tron, un moteur électrique entraîne toujours les essieux avant et arrière. Les variantes e-tron S ont une disposition différente avec un moteur électrique sur l'essieu avant et deux moteurs électriques sur l'essieu arrière. Dans le même temps, l'Audi e-tron S dispose d'une transmission quattro encore plus agile grâce à la fonction électrique de répartition variable du couple entre les roues arrière. Un grand avantage est la construction simple sans connexion mécanique des deux moteurs électriques sur l'essieu arrière. Les fonctions du blocage de différentiel à commande électronique et du différentiel sport sont exclusivement assurées par le logiciel. Grâce à la gestion intelligente de la conduite, la marque Audi a mis en place une répartition active et entièrement variable du couple entre les roues droite et gauche de l'essieu arrière.
Comment la marque Audi a-t-elle atteint une telle variabilité de la propulsion électrique ?
Dans la production de masse, Audi combine une nouvelle configuration de transmission avec un contrôle et une gestion complets. Tous les composants logiciels importants, y compris leur connexion réseau, proviennent de notre propre développement. Par rapport à la transmission intégrale mécanique, les réponses de la propulsion électrique sont extrêmement rapides. Le temps de réaction de la répartition électrique du couple entre les roues arrière n'est que de 30 millisecondes – c'est le temps qui s'écoule entre le moment où les capteurs détectent la condition et la réponse sous la forme d'un changement actif du rapport de répartition du couple. Cela ne représente qu'un quart du temps de réponse d'un système mécanique. De plus, les entraînements électriques fournissent des couples nettement plus élevés. Jusqu'à 220 Nm de couple supplémentaire peuvent être transmis à la roue extérieure dans un virage. En raison de la transmission, cela signifie jusqu'à 2100 Nm agissant sur la roue. L'entraînement crée ainsi le moment de force requis lors du passage dans un virage, ce qui entraîne la rotation de la voiture autour de l'axe vertical. La voiture tourne encore plus volontiers dans un virage et son comportement est extrêmement agile. La traction peut également être optimisée très précisément avec une faible adhérence sur neige ou verglas. Le système détecte l'adhérence des roues motrices et l'utilise idéalement en transmettant le couple optimal. Le résultat est une augmentation du niveau global de traction.
Comment une telle précision de direction est-elle obtenue ?
Une connexion réseau intelligente est une condition préalable pour ces fonctions logicielles. L'unité de commande d'entraînement DCU (Drive Control Unit) décide de la force d'entraînement des différents moteurs électriques. Dans le même temps, l'efficacité la plus élevée possible est décisive pour l'optimisation de l'économie. L'unité de commande intégrée de la plate-forme de châssis électronique ECP (Electronic Chassis Platform) surveille l'état de fonctionnement du véhicule sur la base des signaux des capteurs et calcule les rapports de répartition de couple idéaux entre les essieux et entre les roues individuelles. Le système de contrôle de la dynamique de conduite comprend le contrôle de la conduite quattro, la répartition électrique du couple entre les roues arrière et la répartition sélective de la puissance motrice entre les différentes roues via des interventions de freinage sur l'essieu avant. Les freins de l'e-tron S à la limite de la dynamique de conduite ne ralentissent légèrement que la roue avant à l'intérieur du virage, dans le cas de l'e-tron cela concerne les roues des essieux avant et arrière. Grâce au différentiel mécanique, une force motrice plus élevée est transmise à la roue extérieure, ou roues, et la voiture réagit à la direction avec une extrême agilité en entrant dans un virage. Le système anti-dérapage TCR (Traction Control System) fonctionne en un cycle d'une seconde, car les modules fonctionnels individuels ont été déplacés du système de stabilisation à commande électronique ESC (Electronic Stability Control) vers l'électronique de puissance directement sur les moteurs électriques. En même temps, l'unité de commande de conduite coordonne les fonctions du système anti-patinage et la commande de la transmission intégrale. Pour les ingénieurs, la priorité était une configuration de base sportive avec des caractéristiques de conduite agiles.
Le conducteur peut-il influencer les caractéristiques de la propulsion électrique quattro ?
Le conducteur peut adapter la propulsion électrique quattro à ses besoins grâce à deux systèmes de commande. Pour les modèles e-tron, le système Audi drive select de série propose sept modes de conduite : confort, auto, dynamique, efficacité, individuel, tout-terrain et tout-terrain. Grâce à cela, entre autres, la transmission intégrale électrique, ainsi que le châssis et d'autres systèmes peuvent être adaptés à l'état de la route et aux préférences individuelles. Le système de stabilisation à commande électronique ESC (Electronic Stability Control) comprend quatre modes de fonctionnement : Normal, Sport, Offroad et Off. Sur les routes non goudronnées, il optimise entre autres la régulation des systèmes de stabilisation, d'antidérapage et de freinage et active l'assistant de série pour la descente de fortes pentes. De plus, le conducteur peut choisir trois niveaux de récupération. Le niveau 0 signifie que le véhicule roule, le niveau 1 provoque une légère décélération. Au stade 2, qui atteint une décélération jusqu'à 0,13 g et récupère le plus d'énergie, le conducteur peut contrôler la voiture avec une seule pédale. En mode manuel, la voiture reste toujours au niveau de récupération actuellement sélectionné.
Source : TZ Audi
