Gestão térmica inteligente para um carregamento rápido​

Uma autonomia elevada é um dos principais requisitos que os clientes exigem de um veículo elétrico. No entanto, é pelo menos igualmente importante, especialmente quando se vai de férias ou em viagens de negócios de longa distância: Com que rapidez é que a bateria de alta tensão pode ser carregada?​

Tal como a aceleração diz muito mais sobre a experiência de condução de um veículo do que a velocidade máxima possível, a curva de carga é mais importante do que a potência máxima de carga quando se efetua um carregamento rápido.​

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É aqui que o Audi Q8 e-tron³ pontua com uma curva de carga que é única no ambiente competitivo. Funciona a um nível elevado - isto significa que mesmo até um nível de carga de 80 por cento, a corrente continua a fluir com uma elevada potência de carga.​

O sistema de bateria de alta tensão do novo Audi Q8 e-tron³ funciona com uma tensão nominal de 396 volts. No Audi SQ8 e-tron⁴, por exemplo, a bateria tem uma capacidade líquida de armazenamento de 106 kWh (bruta 114 kWh).​

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Uma vez que é possível utilizar uma maior potência de carregamento com uma bateria de maior capacidade, o Audi SQ8 e-tron⁴ atinge uma potência máxima de carregamento de até 170 kW no carregador rápido CCS (Combined Charging System).​

Durante uma paragem para carregamento, o veículo pode ser carregado de 10 a 80 por cento em cerca de 31 minutos. Em dez minutos, numa estação de carregamento HPC (High Power Charging), o Audi SQ8 e-tron⁴ pode ser recarregado com uma autonomia de até 104 quilómetros. Estes valores determinados de acordo com o WLTP aplicam-se igualmente ao Audi SQ8 e-tron SUV4 e Sportback².​

A base para o bom desempenho de um veículo elétrico durante a condução e o carregamento é um sofisticado sistema de gestão térmica para a bateria de alta tensão. Isto assegura que a bateria do Audi Q8 e-tron3 atinge rapidamente a sua gama de eficiência ótima de 25 a 35 graus Celsius e permanece dentro desta janela de temperatura durante a condução - desde arranques a frio no inverno até viagens rápidas em autoestrada em dias quentes de verão.​

Um sistema de arrefecimento à base de líquido mantém a bateria de iões de lítio no intervalo de temperatura ideal, para que possa fornecer de forma fiável a sua potência total durante um período de tempo mais longo e a temperaturas exteriores elevadas, mesmo durante uma condução desportiva.​

O sistema inteligente de gestão térmica é composto por quatro circuitos que estão ligados em função do estado de funcionamento e da situação de condução e otimizam permanentemente o estado de temperatura dos componentes relevantes do sistema: Arrefece os motores elétricos e os seus rotores, a eletrónica de potência e o carregador. Além disso, a gestão térmica do Audi Q8 e-tron³ regula a temperatura no interior e a da bateria de alta tensão.​

O sistema de arrefecimento está separado do compartimento das células da bateria e é constituído por perfis planos de alumínio extrudido, divididos em pequenas câmaras. A troca de calor entre as células da bateria e o sistema de arrefecimento é feita através de um material especial com boa condutividade térmica e a consistência de um tapete de borracha, que é pressionado sob cada módulo de célula e conduz o calor residual uniformemente através do compartimento da bateria para o líquido de arrefecimento.​ 22 litros de líquido de refrigeração circulam nos tubos de água de refrigeração com cerca de 40 metros de comprimento do Audi Q8 e-tron³. Aliás, a bomba de calor de série utiliza eficientemente o inevitável calor residual dos motores elétricos para aquecer e climatizar o interior, utilizando até 3 kW das perdas de potência reais. A bomba de calor pode assim contribuir para vantagens de autonomia no funcionamento quotidiano.​

A gestão térmica inteligente é também um pré-requisito para um desempenho elevado e reprodutível na estação de carregamento rápido. Isto porque a bateria de alta tensão tem de estar num intervalo de temperatura ideal para maximizar o desempenho de carregamento e minimizar o tempo de carregamento. Se necessário, a bateria de alta tensão do Audi e-tron GT quattro⁵ e do Audi RS e-tron GT⁶ é pré-condicionada a esta gama de temperaturas.​

Para um pré-condicionamento ativo, o sistema de gestão térmica do Audi e-tron GT quattro⁵ e do Audi RS e-tron GT⁶ está ligado em rede com o sistema de navegação. Se o condutor tiver selecionado uma estação de carregamento HPC como destino, o arrefecimento da bateria é intensificado já durante a viagem, para que possa ser carregada o mais rapidamente possível na estação. Se a bateria ainda estiver muito fria no inverno, pouco depois do arranque, é aquecida para um carregamento rápido.​

Por outro lado, o circuito de refrigeração também ajuda no arrefecimento, uma vez que o carregamento rápido de corrente contínua pode aquecer a bateria até 50 graus Celsius. O calor gerado pela bateria durante o carregamento é dissipado para o circuito de refrigeração. Mesmo quando o veículo está parado, a entrada de ar de refrigeração aberta e controlável e a ventoinha ativada asseguram um fluxo de ar ideal para o condensador.​

A gestão térmica inteligente também contribui para a longevidade da bateria. O software de controlo do processo de carregamento contraria o processo de envelhecimento progressivo da bateria. O software ajusta as correntes e tensões de acordo com a idade e a capacidade restante, para que a bateria não seja sobrecarregada durante o carregamento.

A elevada tensão do sistema de cerca de 800 volts no Audi e-tron GT quattro⁵ e no Audi RS e-tron GT⁶ permite uma elevada potência contínua e encurta o tempo de carga. O Audi e-tron GT quattro⁵ atinge um pico de potência de carregamento de até 270 kW num ponto de carregamento de corrente contínua (CC) com uma tensão de 800 volts, por exemplo, na rede europeia de carregamento rápido da Ionity. Em condições ideais, pode assim recarregar energia para até 100 quilómetros em pouco mais de cinco minutos; o carregamento de 5 a 80 por cento SoC (State of Charge) demora apenas 22,5 minutos em condições ideais.​

Com paragens de carregamento tão curtas, a eletricidade para uma viagem é carregada muito mais rapidamente do que é utilizada para a própria viagem.​