Cum arată bateria lui Audi e-tron şi ce inginerie ascunde ea?

Audi păşeşte înainte cu paşi încrezuţi în extinderea gamei sale de automobile electrice. După SUV-ul e-tron, lansat acum un an an, a urmat versiunea lui cu siluetă coupe, Audi e-tron Sportback, iar mai nou şi versiunile de performanţă ale acestor două modele — marcate cu magica literă S.

Anul trecut, în noiembrie, redacţia noastră a avut o experienţă proprie cu Audi e-tron, în care am parcurs de două ori câte un traseu de 2,000 km, prin Germania, Austria, Ungaria, România şi Moldova şi înapoi. Atunci am constatat că bateria lui Audi e-tron e extrem de puţin pretenţioasă, s-a încărcat întotdeauna fără nici un rateu, iar la charger-ele IONITY a ajuns să se încarce la o viteză de 152 kW pe oră!

Deci, e clar, în prezent bateria celor de la Audi e printre cele mai fiabile şi bune din industrie. Tocmai de asta, ne-am zis că ar fi extrem de interesant să aruncăm o privire mai profundă în ingineria şi construcţia sa, pentru a înţelege mai bine ce se ascunde în această piesă crucială a unui electromobil precum Audi e-tron. Bateria e identică şi la e-tron Sportback, prin urmare vorbim de aceeaşi inginerie în ambele cazuri. Producţia propriu-zisă a bateriei are loc în Polonia, la uzina celor de la LG Chem.

Aşadar, bateria lui Audi e-tron are o capacitate totală de 95 kWh, dar din această capacitate circa 86.5 kWh sunt cu adevărat utilizabili, adică asta e acea parte pe care o veţi putea descărca şi încărca de facto. Ea e localizată în podeaua vehiculului, în două etaje, având în mod intenţionat un soi de treaptă şi câteva elemente de ranforsare, pentru a sluji şi ca element de rigiditate a caroseriei.

Dacă ar fi să deschidem „pachetul” bateriei, am descoperi că aceasta are 36 de module de baterii. 31 dintre aceste module sunt localizate la „etajul” inferior, iar altele 5 — la cel superior. Fiecare dintre aceste module încorporează câte 12 plăci, sau celule litiu-ion, cum le spun inginerii. Asta înseamnă că întreaga mare baterie a lui Audi e-tron e constituită din 432 de asemenea plăci.

Bateria operează la 396 volţi şi poate fi încărcată atât la o priză cu curent alternativ AC, cât şi la una DC. Atunci când maşina e conectată la o priză domestică sau publică de tip AC, de fapt ea converteşte curentul alternativ în continuu, printr-un transformator pe care-l are sub capotă. În prezent, Audi e-tron poate trage curent AC printr-un încărcător de 3 faze, cu o putere maximă de 11 kW, dar până la sfârşitul anului 2020 inginerii promit să instaleze un încărcător AC de 22 kW.

Ei bine, cu 11 kW putere de încărcare, bateria lui Audi e-tron are nevoie de vreo 8 ore pentru a-şi face plinul. E potrivit pentru a sta în garaj acasă, peste noapte, dar nu şi pentru călătorii lungi, or, inginerii Audi şi-au dorit să facă din maşina asta una compatibilă cu drumurile lungi. De asta ei au depus poate cel mai mare efort în a-i asigura bateriei una din cele mai mare viteze efective de încărcare. Dar şi asta a necesitat inginerie şi construcţie inteligentă.

Ce înseamnă să dai o putere DC mare într-o baterie? Înseamnă să stochezi energia cu o rapiditate care forţează fizica, iar efect fizic la o putere maximă de încărcare este să se genereze căldură. La 150 kW putere de încărcare, cât are Audi e-tron, căldura e uriaşă. Deci, dacă vrei să poţi încărca la viteză mare mult timp, ai nevoie de a ţine căldura în frâu.

Cea mai optimă temperatură pentru încărcarea bateriei este cuprinsă între 25 şi 35 grade Celsius. Dar, la 150 kW putere de încărcare, bateria ar ajunge foarte repede la valori uriaşe şi atunci n-ar fi eficientă şi ar putea avea de suferit durata ei de viaţă. Tocmai de aceea, marele secret al bateriei lui Audi e-tron nu vine din numărul de celule, nu din capacitatea totală a bateriei, ci dintr-un sistem de management termic, care-i garantează cea mai mare viteză de încărcare pe termen lung.

Circuitul de răcire trece prin partea inferioară a bateriei, fiecare modul fiind răcit

Dedesubtul blocului bateriei e montat acest sistem de management termic. De facto, sunt o mulţime de conduce cu lichid de răcire, separate în 4 circuite diferite. Toate conductele sunt sub baterie, dar sunt izolate de celulele bateriei prin pastă termoconductoare. Aceasta conduce temperatura, dar, e şi hidroizolant în acelaşi timp. Ei bine, bateria lui Audi e-tron are 40 metri de conducte de răcire în ea, prin care circulă 22 de litri de lichid de răcire!

Aşa arată modulul de control al sistemului de management termic al bateriei lui Audi e-tron

Asta înseamnă că, imediat ce ai conectat priza aia fast charge DC şi te uiţi bucuros la indicatorul staţiei de încărcare că-ţi alimentează e-tron-ul cu 150 kW, ştiind că-n vreo 20 minute vei avea bateria plină, în măruntaiele inginereşti ale bateriei are loc de fapt o adevărată forfotă de răcire constantă. Sau încălzire, dacă e iarnă, pentru a se asigurare menţinerea temperaturii optime.

Asta a permis ca Audi e-tron să-şi menţină stabilă viteza de încărcare din primele minute până spre 80-85% din nivelul de încărcare, spre deosebire de alte modele, care îşi reduc viteza după vreo 10-15 minute, când bateria se încălzeşte. După 85% viteza e redusă intenţionat, pentru a păstra eficienţa şi durata de viaţă a bateriei.

Desigur, bateria maşinii e încărcată şi din mers, prin recuperare, în mare parte graţie electromotorului de pe puntea spate. În asemenea momente de recuperare, în baterie poate veni o putere de până la 220 kW de energie, deci chiar mai mult decât puterea maximă dintr-o priză DC.

Portul electric spre bateria lui Audi e-tron. Pe aici trece toată energia spre baterie şi dinspre ea spre electromotoare

Fireşte, partea practică a acestei inginerii este plăcerea în condus, autonomia cu adevărat mare şi mai puţin afectată de condiţiile meteo de afară, dar şi un timp redus de încărcare, ce face posibile călătoriile de distanţe lungi fără a sta ore în şir în aşteptare la prize. Noi, spre exemplu, am făcut toamna trecută un sprint de 1,900 km cu Audi e-tron în 36 de ore. Dacă n-aţi văzut acea experienţă şi vreţi să aflaţi mai multe din experienţa de exploatare a acestui model, vă îndemnăm să vedeţi relatarea detaliată despre acel sprint.