奥迪A2 e-tron：逆变器、电动机与变速箱如何提升其效率

在最省油的版本中，新款奥迪A2 e-tron在WLTP测试循环中的能耗仅为12.8千瓦时/100公里，因此它属于全球最省油的电动汽车之一。此前就已知晓碳化硅逆变器在其中起着重要作用，现在制造商进一步解释了其中的细节。

配备140千瓦后驱动力以及售价2,410欧元的选装高效套件后，奥迪A2 e-tron的能耗可降至创纪录的低水平。该高效套件包括通过运动型悬挂实现的车辆降低高度，以及经过优化以减少滚动阻力的轮胎。此外，新的驱动系统也同样起到了关键作用。这些改进涉及逆变器、APP350电动机（轴向平行结构，扭矩约为350牛米）以及单速变速箱。

Audi A2 e-tron的后轴，包含逆变器、APP350以及输入齿轮箱

图片来源：Audi

逆变器

逆变器的作用是将电池中的直流电转换为电机所需的交流电。在此过程中，需要将约400伏的直流电压转换为正弦波形电压。实现这一目标的方法是采用脉宽调制技术：通过不断改变电压极性，例如从+400伏变为-400伏再变回+400伏。如果选择不同的电压脉冲宽度，经过铜绕组的电感作用进行平滑处理后，就能生成正弦曲线。

晶体管负责实现开关功能，这一过程中不可避免地会产生所谓的开关损耗，但使用基于碳化硅而非硅的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）可以降低这些损耗。据奥迪称，由于开关损耗更低，其效率可达到97%以上。

新之处在于，奥迪还采用了专用软件，能够根据不同的工作状态调整开关频率。开关频率会被设定在尽可能低的水平，因为开关次数越少，损耗也就越低。奥迪表示，这在城市交通以及中速、中等负载条件下的长途驾驶中能够提升效率。此外，由于能源利用效率的提高，功率电子系统即使在电量较低时也能保持全功率输出。

据奥迪称，逆变器的另一项功能旨在提升车内噪音舒适度。它通过有针对性地在电机电流中叠加“高频谐波成分”，从而根据不同的工作状态来抵消干扰性噪音。

配备逆变器（上方）与变速箱（右侧）的全新APP350电动马达

图片来源：奥迪

APP350电动马达

新型永磁同步电机APP350的效率因铁损的降低而得到提升。这些铁损是由于材料在时变磁场中发生磁化作用而产生的：由于电动机中的磁场不断变化，电枢铁芯中的小磁区域（即韦斯区）必须不断重新调整方向。这一过程需要消耗能量，而这些能量最终会转化为热量。为减少此类损耗，该电机的转子铁芯厚度较前代产品APP310从0.3毫米减至0.2毫米。

“转子和定子上的设计改进涉及铁芯厚度、转子磁段的排列方式以及定子绕组的连接结构。”（奥迪公司）

为提升噪音水平，转子中的永磁体也被重新排列了位置。如果这些磁体沿从前到后的直线排列，旋转时就会突然撞击定子上的槽。这样每次经过时都会产生磁冲击（即卡滞力矩）。在APP350型号中，磁体则被略微错开安装（即转子偏斜或分层布置）。这样一来，磁体就不会同时撞击定子磁场，而是依次作用，从而改善了声学性能。

此外，定子还会从星形连接切换为三角形连接。同时，每相的并联支路数量也有所减少。这虽然会在高转速时增加铜损，但能降低部分负荷下的环流。如此一来，可在城市交通或乡村道路上的日常驾驶中提升效率。

变速器

与发动机方面的改动相比，变速箱的改进更为容易理解。根据动力等级的不同，会采用两种传动比：125千瓦和140千瓦版本为10.21，170千瓦版本为11.53。这意味着在动力较弱的版本中会选用更长的传动比，从而降低发动机所需的转速——在动力较弱的车型中，发动机每转一圈车轮会转动10.21次，而动力较强的车型则为11.53次。据奥迪称，不同的传动比能使发动机转速保持在最佳区间。

对于拥有240千瓦动力的A2 e-tron最高配版本，奥迪并未透露其传动比信息，不过该版本使用的也不是APP350，而是APP550。

此外，还使用了粘度极低的齿轮油，以此降低所谓的滑动损耗。同时，采用了一种特殊的精加工工艺来处理齿轮齿面，从而获得极为光滑的表面，这不仅能减少摩擦，还能提升效率。

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总结来说

哇，奥迪关于A2 e-tron驱动系统的最新新闻真是令人震惊。我们肯定并非完全理解了所有内容；这恐怕需要工程学背景才能掌握。我们希望能在即将举行的试驾活动中有专家为我们进一步解释清楚。