Jak działa szybkie ładowanie w Audi e-tron 55?

, Sławomir Herman
Jak działa szybkie ładowanie w Audi e-tron 55?

Od czego zależy rzeczywisty czas ładowania i jak szybko można naładować baterie w elektrycznym Audi e-tron? Jak inżynierom z Ingolstadt udało się uzyskać tak rewelacyjne wyniki? Czy pomagają w tym baterie litowo-jonowe z zarządzaniem termicznym? Po co w Audi e-tron znajduje się aż 40 metrów przewodów?. O tym wszystkim przeczytacie w poniższym artykule.

Uwzględnij szybkość ładowania

Większość procesu ładowania odbywa się w pracy lub w domu. Czynnik czasu w tym przypadku nie odgrywa żadnej roli. Jednak co zrobić, gdy podróż na duże odległości wymusza szybkie ładowanie, które w takiej sytuacji jest niezbędne?. Klienci oceniając charakterystykę samochodu elektrycznego zazwyczaj kierują się maksymalną mocą ładowania. Niestety ta wartość ma ograniczone zastosowanie gdy dochodzi do podłączenia pojazdu do stacji szybkiego ładowania. By proces trwał jak najkrócej powinniśmy uwzględnić szybkość ładowania (kWh/minuta ładowania). Wydajność ładowania musi być dostępna wtedy przez jak najdłuższy czas.

Audi e-tron wysoko na liście

Zdolność szybkiego ładowania HPC (High Power Charging) na terminalu ładującym ma zapewnić możliwie najwyższą moc wyjściową i jest to warunek niezbędny, ale niekoniecznie kluczowy. Ważne jest też zużycie prądu przez dużą część procesu ładowania baterii. Jeśli samochód ładuje się z maksymalną wydajnością przez krótki czas i musi wcześniej obniżyć moc, jednocześnie zmniejszana jest prędkość ładowania – to znaczy bateria jest ładowana z maksymalną mocą przez określoną jednostkę czasu. Dzięki krzywej ładowania z maksymalną mocą dostępną przez długi czas, czas ładowania jest bardziej istotnym kryterium pod względem wydajności i finalnie gwarantuje krótki postój przy terminalu ładującym . Od tego, ile „zasięgu” można doładować średnio w określonym czasie, na przykład w ciągu 15 minut, zależy również średnie zużycie baterii.

Krzywa ładowania – istotny element układanki

Audi e-tron 55 wykorzystuje krzywą terminala HPC o mocy wyjściowej 150 kW, która wyróżnia się wysokim poziomem dzięki swej ciągłości. W idealnych warunkach samochód ładuje się do poziomu od 5% do 70% na progu maksymalnej mocy wyjściowej, zanim inteligentne zarządzanie funkcjonowaniem baterii zmniejszy prąd. To właśnie jest kluczowa różnica w porównaniu z innymi koncepcjami, które zwykle osiągają pełną moc wyjściową tylko przez krótki czas - w szczytowym momencie ładowania - 
i znacznie obniżają swoją moc przed osiągnięciem progu 70% naładowania.

Koncepcja Audi daje sporą przewagę w codziennym użytkowaniu: jeśli klient chce pokonać dystans około 110 kilometrów, na stacji ładowania spędzi niecałe 10 minut. Audi e-tron 55 osiąga poziom 80% naładowania po około 30 minutach. Mimo, 
że z przyczyn technicznych dużo więcej czasu zajmuje naładowanie pozostałych 20 procent akumulatora litowo-jonowego, pełne naładowanie (od 5% do 100%) na terminalu HPC to około 45 minut – to wyjątkowe osiągnięcie w bardzo konkurencyjnym otoczeniu.

Zarządzanie termiczne – szybsze ładowanie

Litowo-jonowa bateria Audi e-tron 55 ma pojemność brutto 95 kWh (86,5 kWh netto) i została zaprojektowana z myślą o długim cyklu życia. Zaawansowany system zarządzania termicznego stanowi tu podstawę dobrze zbalansowanej wydajności 
i trwałości. Chłodzenie cieczą powoduje, że temperatura akumulatora utrzymuje się w optymalnym zakresie od 25 do 35 stopni Celsjusza, nawet przy niesprzyjających warunkach lub w niskich temperaturach otoczenia. W czterech obwodach (w sumie 40 metrów przewodów) krążą 22 litry płynu chłodzącego. Podczas ładowania prądem stałym o mocy 150 kW, zimny płyn chłodzący odbiera ciepło powstałe 
w wyniku wewnętrznego oporu elektrycznego akumulatora. Rdzeń układu chłodzenia składa się z wytłaczanych profili, które zostały przymocowane do układu akumulatorów od dołu.

Nowo opracowany, przewodzący ciepło klej łączy układ chłodzenia z obudową akumulatora. Specjalny wypełniacz szczelin – żel przewodzący ciepło - umożliwia pełny kontakt między obudową a umieszczonymi w niej modułami ogniw. Żel wypełnia wszystkie szczeliny między elementami i równomiernie, poprzez obudowę akumulatora, przenosi ciepło odpadowe wytwarzane przez ogniwa wprost do płynu chłodzącego. Oddzielenie elementów w przestrzeni zwiększa bezpieczeństwo systemu. Dodatkowym pozytywnym efektem tego skomplikowanego projektu jest wysoka odporność podczas wypadków.