Полностью заряжен: высоковольтный аккумулятор Audi RS Q e-tron

 Дизайн для неизвестных требований на ралли Дакар.

Высоковольтная аккумуляторная батарея расположена по центру привода, буквально посередине Audi RS Q e-tron. В нем воплощена суть инновационного электропривода с преобразователем энергии. Audi намеревается использовать его, чтобы установить новую веху в самом сложном ралли в мире, а также доказать, что это «Vorsprung durch Technik» в пустыне.

«С нашей конфигурацией привода в RS Q e-tron Audi является пионером в ралли Дакар», - говорит Лукас Фоли, инженер по высоковольтным аккумуляторам. «Определение задач для этого типа соревнований было очень сложным. В автоспорте просто нет эмпирических значений для такой концепции и для такого типа соревнований на выносливость ».

Дизайн для неизвестных требований

По сравнению с чемпионатом мира Формулы E, в котором Audi в последний раз участвовала с аккумуляторным электроприводом, стандарты ралли Дакар другие: ежедневные этапы в несколько сотен километров, огромное сопротивление движению по мягкому песку пустыни, а также высокие температуры наружного воздуха. и минимальная масса автомобиля, установленная правилами, равная двум тоннам, являются крайними значениями в автоспорте. «При нынешних аккумуляторных технологиях невозможно реализовать полностью электрический внедорожник BEV для ралли Дакар в таких условиях», - говорит Лукас Фоли. Команда инженеров во главе с Акселем Лёффлером, главным конструктором RS Q e-tron, поэтому должна была определить базовые критерии для общей концепции автомобиля с электроприводом и преобразователем энергии без каких-либо предварительных эмпирических значений. В связи с короткими сроками разработки проекта, Audi сделала ставку на проверенную сотовую технологию. Емкость высоковольтной батареи составляет 52 кВтч, что позволяет удовлетворить максимальные ожидаемые требования на каждом этапе ралли. Вес высоковольтной батареи с охлаждающей жидкостью составляет около 370 кг.

Долговечность и высокая плотность энергии

Необходимая энергоемкость и производительность, а также механизмы управления и безопасности заставили Audi использовать проверенные круглые элементы в качестве основы высоковольтной батареи. Аккумуляторная система спроектирована таким образом, что водители Audi Sport Маттиас Экстрём, Стефан Петерхансель и Карлос Сайнс не чувствуют разницы между новым и использованным аккумулятором.

Требовательная зарядка для бездорожья

Когда водители ралли покидают бивак на электрическом приводе утром каждого этапа с заряженной высоковольтной батареей, начинается очень сложная система управления. Всего за несколько минут до начала этапа команды вообще узнают какие-либо подробности о маршруте, когда раздаются дорожные книги. Audi RS Q e-tron с его инновационным приводом всегда должен быть подготовлен к любым условиям с точки зрения расстояния, скорости, сложности местности и других факторов. Инженеры и техники-электронщики запрограммировали алгоритмы, чтобы поддерживать состояние заряда (SoC), то есть уровень заряда, в определенных диапазонах в зависимости от потребности в энергии. Отбор энергии и подзарядка аккумулятора всегда находятся в равновесии на определенных расстояниях. Если, например, трудный переход дюн с высоким сопротивлением движению требует максимальной энергии на короткое время, уровень заряда падает в контролируемом диапазоне. Причина: мощность двигателя-генератора на переднем и заднем мостах ограничена в общей сложности 288 кВт в соответствии с правилами. Однако преобразователь энергии может обеспечить максимальную зарядную мощность только 220 кВт. Поэтому в крайних случаях потребление ненадолго превышает выработку энергии. «Нечто подобное возможно в течение ограниченного времени», - говорит Лукас Фоли. «Но на больших расстояниях это всегда приводит к игре с нулевой суммой: затем мы должны снизить энергопотребление, чтобы уровень заряда батареи оставался в коридоре. Абсолютного количества энергии, доступной на борту, должно быть достаточно, чтобы покрыть дневной отрезок времени ». Мощность привода агрегатов двигатель-генератор на передней и задней осях ограничена в общей сложности 288 кВт в соответствии с правилами. Однако преобразователь энергии может обеспечить максимальную зарядную мощность только 220 кВт. Поэтому в крайних случаях потребление ненадолго превышает выработку энергии. «Нечто подобное возможно в течение ограниченного времени», - говорит Лукас Фоли. «Но на больших расстояниях это всегда приводит к игре с нулевой суммой: затем мы должны снизить энергопотребление, чтобы уровень заряда батареи оставался в коридоре. Абсолютного количества энергии, доступной на борту, должно быть достаточно, чтобы покрыть дневной отрезок времени ». Мощность привода агрегатов двигатель-генератор на передней и задней осях ограничена в общей сложности 288 кВт в соответствии с правилами. Однако преобразователь энергии может обеспечить максимальную зарядную мощность только 220 кВт. Поэтому в крайних случаях потребление ненадолго превышает выработку энергии. «Нечто подобное возможно в течение ограниченного времени», - говорит Лукас Фоли. «Но на больших расстояниях это всегда приводит к игре с нулевой суммой: затем мы должны снизить энергопотребление, чтобы уровень заряда батареи оставался в коридоре. Абсолютного количества энергии, доступной на борту, должно быть достаточно, чтобы покрыть дневной отрезок времени ». потребление кратковременно выше, чем выработка энергии. «Нечто подобное возможно в течение ограниченного времени», - говорит Лукас Фоли. «Но на больших расстояниях это всегда приводит к игре с нулевой суммой: затем мы должны снизить энергопотребление, чтобы уровень заряда батареи оставался в коридоре. Абсолютного количества энергии, доступной на борту, должно быть достаточно, чтобы покрыть дневной отрезок времени ». потребление кратковременно выше, чем выработка энергии. «Нечто подобное возможно в течение ограниченного времени», - говорит Лукас Фоли. «Но на больших расстояниях это всегда приводит к игре с нулевой суммой: затем мы должны снизить энергопотребление, чтобы уровень заряда батареи оставался в коридоре. Абсолютного количества энергии, доступной на борту, должно быть достаточно, чтобы покрыть дневной отрезок времени ».

Рекуперация энергии как важный фактор

Для достижения максимальной эффективности Audi также полагается на принцип в пустыне, который уже использовался в спортивных автомобилях Ле-Мана и в Формуле E: RS Q e-tron восстанавливает энергию во время торможения. Блоки MGU на передней и задней осях могут преобразовывать вращательное движение колес в электрическую энергию. Цель состоит в том, чтобы восстановить максимум энергии. Поток мощности в этом обратном направлении не подлежит тем же ограничениям мощности, что и при ускорении. То, что звучит так просто, требует сложной интеллектуальной тормозной системы (IBS). Он сочетает в себе функцию гидравлического торможения с электрическим рекуперативным тормозом.

Эффективно в движении

Благодаря такому целенаправленному дизайну RS Q e-tron занимает исключительную позицию на стартовом поле. Это касается не только базовой топологии системы всех узлов, но и системы управления энергопотреблением. Хотя RS Q e-tron должен перемещать большую массу из-за правил, он потребляет меньше энергии, чем его конкуренты. Меньший объем бака для преобразователя энергии, указанный в регламенте, доказывает, что раллийный автомобиль с четырьмя кольцами очень эффективен.

ИСТОЧНИК: Audi