De nieuwe elektromotor van Audi is bijzonder geavanceerd

Om te laten zien hoe bijzonder deze elektromotor is, pakt Andreas Ruf een metaalplaat erbij. "Het is bijna onvoorstelbaar hoeveel technologie hierin zit. Dit metalen onderdeel geleidt het magnetisch veld, de sterke centrifugaalkracht en het koelmedium optimaal door de rotor. Die rotor wekt het vermogen op en is het hart van de elektromotor."

Andreas Ruf is op de afdeling Technische Ontwikkeling van AUDI AG teamleider Systeem voor de vermogensafgiftesystemen. De elektrotechnisch ingenieur is afgestudeerd in elektromagnetische energieconversie. Bij Audi valt de ontwikkeling van elektrische aandrijflijnen onder zijn verantwoordelijkheid. Elektromotoren zijn daar onderdeel van.

De schijf die hij laat zien is één van de vele lagen waaruit de rotor is opgebouwd. De rotor draait rond in de permanent magneetmotor en zorgt onder andere voor een efficiënte energieconversie met zo min mogelijk wervelstromen (foucaultstromen). Andreas Ruf: "De rotor is op gedetailleerde wijze geoptimaliseerd. Zo gebruiken we bijvoorbeeld een drielaags magneetconcept met als resultaat een sterk sinusoïdaal magnetisch veld. Dat scheelt verliezen. Een ander voorbeeld is de directe oliekoeling in het bewegende deel. Zover ik weet doet niemand anders dat op deze manier."

In de wereld van elektromotoren is efficiëntie de heilige graal. Andreas Ruf: "In de huidige competitieve markt ken ik geen elektromotor die zo efficiënt is als het door onszelf ontwikkelde exemplaar voor het PPE-platform." Het interessante aan een elektromotor is de directe feedback in de vorm van meteen beschikbare power. Bij een verbrandingsmotor moeten er eerst allerlei technische acties plaatsvinden voordat er iets gebeurt. Een elektromotor reageert direct en die van huis uit aanwezige efficiëntie is in het Audi-exemplaar tot het uiterste benut.

De nieuwe Audi-elektromotor zit op de achteras van alle modellen die op het PPE-platform worden gebouwd. Die motor is goed voor meer dan een dozijn patenten en is daarmee een pareltje in zijn soort. In combinatie met quattro-aandrijving komt er nog een asynchrone elektromotor op de vooras bij. Die schakelt bij als extra vermogen wordt gevraagd. Is dat niet het geval, dan zorgt dat voorste exemplaar niet voor onnodige verliezen.

Van de motor op de achteras is met veel aandacht voor detail een kroonjuweel gemaakt. Zo is in de halfgeleiders van de vermogenselektronica siliciumcarbide toegepast. De dry-sumpsmering is overgenomen uit de racewereld. Beide kenmerken zijn ongebruikelijk in een productiemodel. Het is een 800-voltmotor en dat garandeert bij de snellader een premium laadervaring. Over premium gesproken: de Audi-engineers zijn erin geslaagd om de motor werkelijk fluisterstil te maken.

Andreas Ruf: "Heel vroeg in het ontwikkelingsproces hebben we de nadruk gelegd op efficiency. Die keuze bepaalt nu het succes van onze motor. Elke extra kilometer actieradius dankzij een zuinige motor helpt om het accuformaat beperkt te houden. Dan heb je dus minder grondstoffen nodig, bespaar je kosten, verlaag je het gewicht en maak je de auto nog efficiënter."

Dat de motor volledig in eigen beheer door Audi is ontwikkeld, draagt beslist bij aan het succes. Om de lat zo hoog mogelijk te leggen, schreven de engineers meer dan vijf jaar geleden tien ontwikkelingsdoelen op. Daarmee overtuigden ze de beslissers binnen het bedrijf. "We kleurden buiten de lijntjes en we vonden dat het risico waard. Als gevolg van die keuze konden we precies maken wat we voor ogen hadden", aldus Andreas Ruf. Toewijding die zich dus lang en breed heeft uitbetaald. Ruf vindt zijn team dan ook geweldig: "Iedereen ging tot het uiterste. Engineers moeten uit hun comfortzone komen. Dat levert innovaties en vooruitgang op."

Tijdens het ontwikkelingsproces werd snel duidelijk dat de krachtigste motor uit de reeks, oorspronkelijk bedoeld voor volledig elektrische Audi S-modellen, ook de efficiëntste was. Meer power en een lager verbruik? Dat is nou typisch voor elektrische auto’s, die de vertrouwde logica van verbrandingsmotoren soms op zijn kop zetten. Andreas Ruf: "Deze krachtige motor is nu in alle Audi e-tron-modellen te vinden die op het PPE-platform staan. We bepalen softwarematig het vermogen en koppel in de diverse modellen. Daardoor ervaren alle klanten de uitzonderlijke efficiëntie van deze motor."

Dan rest alleen nog de vraag: wat brengt de toekomst? Waar zit nog ruimte voor verbetering? Andreas Ruf toont zich optimistisch. "De afgelopen tien jaar is er in de ontwikkeling van elektromotoren meer vooruitgang geboekt dan in de honderd jaar ervoor. De uitdaging is nu vooral om de jongste innovaties op duurzamere manier te produceren." De huidige elektromotoren komen uit de Audi-fabriek in het Hongaarse Győr. Daar heeft Audi al veel werk gemaakt van energiebesparing en minder gebruik van zeldzame aardmetalen. Dat neemt niet weg dat aan verdere verbetering hard wordt gewerkt.