Management termic inteligent pentru încărcare rapidă

O autonomie mare este una dintre cerințele centrale pe care clienții le au pentru un vehicul electric. La fel de importantă este însă, mai ales în timpul călătoriilor de vacanță sau a deplasărilor lungi de serviciu: cât de repede se poate încărca bateria de înaltă tensiune? La fel cum accelerația spune mult mai multe despre senzația de condus a unui vehicul decât viteza maximă posibilă, curba de încărcare la încărcarea rapidă este mai importantă decât puterea maximă de încărcare.

Aici, Audi Q8 e-tron³ punctează cu o curbă de încărcare unică în mediul concurențial. Este la un nivel ridicat – ceea ce înseamnă că, chiar și până la o stare de încărcare de 80%, energia electrică curge în continuare la o capacitate mare de încărcare. Sistemul de baterii de înaltă tensiune al noului Audi Q8 e-tron³ funcționează cu o tensiune nominală de 396 volți. La Audi SQ8 e-tron⁴ , de exemplu, bateria are o capacitate de stocare de 106 kWh net (brut 114 kWh).

Deoarece poate fi utilizată mai multă putere de încărcare cu o capacitate mai mare a bateriei, Audi SQ8 e-tron⁴ atinge o putere maximă de încărcare de până la 170 kW la încărcătorul rapid CCS (Combined Charging System). În timpul unei opriri de încărcare, vehiculul poate fi încărcat de la 10 la 80% în aproximativ 31 de minute. În zece minute la o stație de încărcare HPC (High Power Charging), Audi SQ8 e-tron⁴ poate reîncărca o autonomie de până la 104 kilometri. Aceste valori, determinate în conformitate cu WLTP, se aplică în egală măsură Audi SQ8 e-tron SUV⁴ și Sportback² .

Baza unei bune performanțe a unui vehicul electric la conducere și încărcare este o gestionare termică sofisticată a bateriei de înaltă tensiune. Acesta asigură că bateria Audi Q8 e-tron³ atinge rapid intervalul optim de eficiență de 25 până la 35 de grade Celsius și rămâne în această fereastră de temperatură în timpul condusului – de la pornirea la rece în timpul iernii până la condusul rapid pe autostradă în zilele fierbinți de vară. Pentru a se asigura că bateria litiu-ion își poate furniza în mod fiabil întreaga putere chiar și în timpul unui stil de condus sportiv pe o perioadă mai lungă de timp și la temperaturi exterioare ridicate, aceasta este menținută în intervalul ideal de temperatură printr-un sistem de răcire pe bază de lichid.

Managementul termic inteligent cuprinde patru circuite, care sunt cuplate în funcție de starea de funcționare și situația de condus și optimizează permanent starea de temperatură a componentelor relevante ale sistemului: răcește motoarele electrice împreună cu rotoarele lor, electronica de putere și încărcătorul. În plus, managementul termic al Audi Q8 e-tron³ reglează temperatura în interiorul vehiculului, precum și a bateriei de înaltă tensiune.

Sistemul de răcire este separat de compartimentul celulelor bateriei și constă din profile de extrudare din aluminiu plate, care sunt împărțite în camere mici. Schimbul de căldură între celulele bateriei și sistemul de răcire situat dedesubt are loc printr-un material special cu conductivitate termică bună, cu consistența unei saltele de cauciuc, care este presat sub fiecare modul de celule și conduce căldura uniform prin carcasa bateriei în lichidul de răcire. 22 de litri de lichid de răcire circulă în conductele de lichid de răcire de aproximativ 40 de metri lungime ale Audi Q8 e-tron³ . De altfel, pompa de căldură standard folosește eficient căldura reziduală generată de motoarele electrice pentru a încălzi și climatiza interiorul, folosind până la 3 kW din pierderile de putere reale. Aceasta înseamnă că pompa de căldură poate contribui la avantajele autonomiei în funcționarea de zi cu zi.

Un management termic inteligent este, de asemenea, o condiție prealabilă pentru o performanță ridicată și reproductibilă la stația de încărcare rapidă. Pentru o putere maximă de încărcare și un timp minim de încărcare, bateria de înaltă tensiune trebuie să se afle într-un interval de temperatură ideal. Dacă este necesar, bateria de înaltă tensiune a Audi e-tron GT quattro⁵ și a Audi RS e-tron GT⁶ este preîncălzită la acest interval de temperatură. Pentru o precondiționare activă, managementul termic al Audi e-tron GT quattro⁵ și Audi RS e-tron GT⁶ este conectat în rețea cu sistemul de navigație. Dacă șoferul a ales o stație HPC ca destinație, răcirea bateriei este intensificată în timpul călătoriei, astfel încât să poată fi încărcată cât mai repede posibil la stație. Dacă bateria este încă foarte rece iarna la scurt timp după pornire, aceasta este încălzită pentru încărcare rapidă.

Pe de altă parte, circuitul de răcire ajută și la răcire, deoarece încărcarea rapidă cu curent continuu poate încălzi bateria până la 50 de grade Celsius. Căldura generată în timpul încărcării bateriei este transferată la circuitul de răcire. Acesta asigură, de asemenea, o ventilație optimă a condensatorului în timpul staționării, cu ajutorul admisiei de aer de răcire deschise și controlabile și a ventilatorului activat. Managementul termic inteligent contribuie, de asemenea, la longevitatea bateriei. Software-ul de control pentru procesul de încărcare contracarează procesul de îmbătrânire progresivă a bateriei. Software-ul reglează curenții și tensiunile în funcție de vârstă și capacitatea rămasă, astfel încât bateria să nu fie supraîncărcată în timpul încărcării.

Tensiunea ridicată a sistemului de aproximativ 800 de volți la Audi e-tron GT quattro⁵ și Audi RS e-tron GT⁶ permite o performanță continuă puternică și scurtează durata de încărcare. La o stație de încărcare cu curent continuu (DC) cu 800 de volți, de exemplu în rețeaua europeană de încărcare rapidă a Ionity, Audi e-tron GT quattro⁵ atinge o putere de încărcare de până la 270 kW. Astfel, în condiții optime, poate încărca energie pentru până la 100 de kilometri în doar cinci minute, iar o încărcare de la 5 la 80% SoC (State of Charge) durează în condiții ideale doar 22,5 minute. La astfel de opriri scurte pentru încărcare, energia pentru o distanță este încărcată mult mai rapid decât este consumată pentru parcurgerea acelei distanțe.