Inteligentne zarządzanie temperaturą dla szybkiego ładowania

Duży zasięg to jedno z głównych wymagań stawianych przez klientów samochodom elektrycznym. Równie ważna jest jednak, szczególnie podczas wyjazdu na urlop lub na długich służbowych trasach, szybkość ładowania baterii wysokonapięciowej.

Tak, jak przyspieszenie mówi o wiele więcej o odczuciach podczas jazdy samochodem niż prędkość maksymalna, tak samo krzywa szybkiego ładowania jest ważniejsza niż maksymalna moc ładowania. W tym zakresie Audi Q8 e-tron^* ze swoją wyjątkową krzywą ładowania znacznie przewyższa konkurencję. Krzywa przebiega na wysokim poziomie, co oznacza, że nawet przy stanie naładowania 80 procent utrzymywana jest wysoka moc ładowania.

System baterii wysokonapięciowej nowego Audi Q8 e-tron^* pracuje z napięciem nominalnym 396 V. W Audi SQ8 e-tron^* bateria ma na przykład pojemność netto 106 kWh (brutto 114 kWh). W związku z faktem, że przy dużej pojemności baterii można wykorzystywać większą moc ładowania, Audi SQ8 e-tron^* uzyskuje przy szybkiej ładowarce CCS (Combined Charging System) maksymalną moc ładowania dochodzącą do 170 kW. Dzięki temu podczas postoju na ładowanie można naładować samochód od 10 do 80 procent w około 31 minut. Dziesięć minut ładowania Audi SQ8 e-tron^* na stacji szybkiego ładowania HPC (High Power Charging) pozwala na pokonanie nawet 104 kilometrów. Te określone zgodnie z WLTP wartości obowiązują zarówno dla Audi SQ8 e-tron SUV^*, jak i Sportback^*.

Podstawą dobrych osiągów samochodu elektrycznego podczas jazdy i przy ładowaniu jest odpowiednie zarządzanie temperaturą baterii wysokonapięciowej. System zarządzania dba, aby bateria Audi S8 e-tron^* szybko osiągała optymalną dla efektywności temperaturę 25–35 stopni Celsjusza i utrzymywała ją podczas jazdy – od zimnego rozruchu zimą po szybką jazdę autostradą w gorące dni.

Aby bateria litowo-jonowa przed długi czas i przy wysokich temperaturach zewnętrznych mogła niezawodnie udostępniać swoją pełną moc nawet przy sportowym stylu jazdy, jest utrzymywana w idealnej temperaturze przez system chłodzący wykorzystujący ciecz. System inteligentnego zarządzania temperaturą obejmuje cztery obwody podłączane w zależności od stanu baterii i warunków jazdy i w sposób ciągły optymalizujące temperaturę ważnych komponentów systemu. Układ chłodzenia chłodzi silniki elektryczne z wirnikami, układy elektroniki mocy oraz ładowarkę. Ponadto system zarządzania temperaturą Audi Q8 e-tron^* reguluje temperaturę we wnętrzu i temperaturę baterii.

Układ chłodzenia jest oddzielony od komory ogniw baterii i składa się z płaskich profili aluminiowych podzielonych na małe komory. Wymiana ciepła między ogniwami baterii i umieszczonym pod nimi układem chłodzenia następuje przez specjalny przewodzący ciepło materiał o konsystencji gumowej maty, wciśnięty pod każdy moduł ogniw i równomiernie odprowadzający ciepło przez obudowę baterii do środka chłodzącego. W przewodach chłodzących Audi Q8 e-tron^* o długości około 40 metrów cyrkulują 22 litry środka chłodzącego. Seryjna pompa ciepła efektywnie wykorzystuje niedające się uniknąć ciepło odpadowe silników elektrycznych do nagrzewania i klimatyzowania wnętrza. Dzięki temu wykorzystywane są nawet 3 kW mocy rozproszonej. Pompa ciepła może zatem w codziennej eksploatacji mieć korzystny wpływ na zasięg samochodu elektrycznego.

Inteligentne zarządzanie temperaturą jest też warunkiem wysokiej i powtarzalnej mocy ładowania ze stacji szybkiego ładowania, gdyż dla uzyskania maksymalnej mocy i minimalnego czasu bateria wysokonapięciowa musi znajdować się w idealnym zakresie temperaturowym. Bateria Audi e-tron GT quattro^* i Audi RS e-tron GT^* w razie potrzeby jest z wyprzedzeniem doprowadzana do tego zakresu temperatur.

W celu aktywnego doprowadzania do optymalnej temperatury system zarządzania temperaturą Audi e-tron GT quattro^* i Audi RS e-tron GT^* jest połączony z systemem nawigacji. Gdy kierowca wybierze stację HPC, chłodzenie baterii zostanie zintensyfikowane już podczas dojazdu na stację, aby proces ładowania mógł przebiec możliwie szybko. Jeżeli zimą bateria krótko po uruchomieniu samochodu będzie jeszcze bardzo zimna, system zarządzania temperaturą odpowiednio ją podgrzeje.

Z drugiej strony obwód chłodzący pomaga też przy chłodzeniu, gdyż szybkie ładowanie prądem stałym może podgrzać baterię nawet do 50 stopni Celsjusza. Ciepło baterii powstające podczas ładowania jest odprowadzane do obwodu cieczy chłodzącej. Otwierany, sterowany wlot powietrza chłodzącego i wentylator dbają, aby powietrze w sposób optymalny opływało kondensator także podczas postoju.
Inteligentne zarządzanie temperaturą przyczynia się również do długiej żywotności baterii. Procesowi stopniowego starzenia się baterii przeciwdziała oprogramowanie sterujące procesem ładowania. Dopasowuje ono natężenie i napięcie do wieku akumulatora i do pozostałej pojemności tak, aby uniknąć przeciążenia baterii przy ładowaniu.

Wysokie napięcie systemowe, wynoszące w Audi e-tron GT quattro^* i Audi RS e-tron GT^* około 800 V, umożliwia wysoką i stałą moc i skraca czas ładowania. Na stacji ładowania prądem stałym (DC) z napięciem 800 V, na przykład na stacjach europejskiej sieci Ionity, Audi e-tron GT quattro^* uzyskuje maksymalną moc ładowania 270 kW. Dzięki temu w optymalnych warunkach może w ciągu pięciu minut zgromadzić energię potrzebną do przejechania 100 kilometrów, a ładowanie od 5 do 80 procent w idealnych warunkach trwa tylko 22,5 minuty. Postój na naładowanie pozwalające na przejechanie danego odcinka trwa zatem dużo krócej niż samo przejechanie tej trasy.