a ještě Rallye Dakar 2022 : a téma – Vysokonapěťová baterie v Audi RS Q e-tron
Design pro neznámé požadavky na Rallye Dakar
Náročný proces nabíjení ve složitém terénním provozu
Inteligentní hospodaření s energií s rekuperací při brzdění
Vysokonapěťová baterie je umístěna centrálně v pohonu a doslova uprostřed Audi RS Q e-tron . Ztělesňuje srdce inovativního elektrického pohonu s měničem energie. Audi ho hodlá využít k tomu, aby stanovilo další milník v nejtěžší rally na světě a prokázalo i v poušti „Vorsprung durch Technik“.
„S konfigurací pohonu v RS Q e -tron je Audi průkopníkem rallye Dakar,“ říká Lukas Folie, vysokonapěťový inženýr baterií. „Definovat výzvy pro tento typ soutěže bylo velmi náročné. V motorsportu prostě neexistují empirické hodnoty pro takový koncept a pro tento typ vytrvalostní soutěže. ”
Návrh pro neznámé požadavky
Ve srovnání s mistrovstvím světa formule E, o které Audi naposledy bojovalo s elektrickým pohonem, jsou standardy na Rallye Dakar odlišné: Denní etapy na mnoho stovek kilometrů, enormní jízdní odpor v měkkém pouštním písku, plus vysoké venkovní teploty a minimální hmotnost vozidla stanovená předpisy na dvě tuny jsou v motorsportu extrémní hodnoty.
„S dnešní bateriovou technologií není možné realizovat za těchto podmínek výhradně elektrické terénní vozidlo BEV pro rallye Dakar,“ říká Lukáš Folie. Strojírenský tým pod vedením Axela Löfflera, hlavního konstruktéra RS Q e -tron , proto musel definovat základní měřítka pro celkovou koncepci vozidla s elektrickým pohonem a měničem energie bez jakýchkoli předchozích empirických hodnot.
Vzhledem ke krátké době vývoje projektu se Audi spoléhalo na osvědčenou buněčnou technologii. Kapacita vysokonapěťové baterie je 52 kWh a je tedy dostatečná pro maximální očekávané požadavky na každou etapu rally. Hmotnost vysokonapěťové baterie včetně chladicího média je kolem 370 kilogramů.
Trvanlivost a vysoká energetická hustota
Požadovaná energetická kapacita a výkon, stejně jako kontrolní a bezpečnostní mechanismy umožnily Audi uchýlit se k osvědčeným kulatým článkům jako základu vysokonapěťové baterie. Systém baterií je navržen tak, aby řidiči Audi Sport Mattias Ekström, Stéphane Peterhansel a Carlos Sainz necítili žádný rozdíl mezi novou a použitou baterií.
Požadavek na terénní nabíjení
Když závodníci opustí bivak v elektrickém pohonu ráno každé etapy s nabitou vysokonapěťovou baterií, začne velmi složitý řídicí systém. Jen pár minut před začátkem etapy se týmy dozvědí nějaké podrobnosti o trase, když se rozdávají roadbooky. Audi RS Q e -tron s inovativním pohonem musí být vždy připraveno na všechny podmínky, pokud jde o vzdálenosti, rychlosti, obtížnost terénu a další faktory.
Inženýři a elektroničtí technici mají naprogramovány algoritmy, které udržují stav nabití (SoC), tj. úroveň nabití, v definovaných rozsahech v závislosti na poptávce po energii. Odběr energie a dobíjení baterií jsou vždy v rovnováze na stanovených vzdálenostech. Pokud například obtížný průchod dunou s vysokou jízdní odolností vyžaduje na krátkou dobu maximální energii, klesne stav náboje v kontrolovaném rozsahu.
Důvod: Hnací síla jednotek motorgenerátoru na přední a zadní nápravě je podle předpisů omezena na maximální výkon 288 kW. Energetický konvertor však může poskytnout pouze maximální nabíjecí výkon 220 kW. V extrémních případech je tedy spotřeba krátce vyšší než výroba energie.
„Něco takového je možné po omezenou dobu,“ říká Lukáš Folie. „Ale na delší vzdálenost má vždy za následek hru s nulovým součtem: Spotřebu energie pak musíme regulovat tak, aby stav nabití baterie zůstal v koridoru. Absolutní množství energie, které je na palubě k dispozici, musí být dostatečné na to, aby pokrývalo celodenní úsek. ”
Energetické využití jako důležitý faktor
Aby bylo možné realizovat maximální účinnost, spoléhá audi také na princip v poušti, který již byl použit ve sportovních vozech Le Mans a ve Formuli E: RS Q e – tron získává energii při brzdění. Jednotky MGU na přední a zadní nápravě mohou převést rotační pohyb kol na elektrickou energii. Cílem je obnovit maximum energie.
Tok energie v tomto opačném směru nepodléhá stejným omezením výkonu jako při zrychlování. To, co zní tak jednoduše, vyžaduje komplexní inteligentní brzdový systém (IBS). Kombinuje funkci hydraulického brzdění s elektrickou rekuperační brzdou.
Efektivní v pohybu
Díky tomuto cílenému designu má RS Q e -tron výjimečnou pozici ve startovním poli. To platí nejen pro základní systémovou topologii všech sestav, ale i pro systém regulace energie. I když se kvůli předpisům musí přesunout větší hmotnost, RS Q e -tron si poradí s menším množstvím energie než konkurence.
Menší objem nádrže pro měnič energie uvedený v předpisech dokazuje, že rally auto se čtyřmi kruhy je velmi efektivní.
