Intelligent termisk styring i Audi-modeller bevarer rekkevidde og ytelse

Om vinteren må elektriske biler bringe interiøret og batterisystemet til riktig temperatur. Dette krever mye energi.

Lave ytre temperaturer forverrer problemet – og påvirker ytelsen til høyspentbatterier. Ikke desto mindre er bekymring over overdreven tap av rekkevidde i elektriske Audi-modeller ubegrunnet: med intelligent termisk styring gir merket enestående ytelse og rekkevidde i sine biler; spesielle beskyttelsesmekanismer sikrer lang batterilevetid. I et intervju forklarer Pierre Woltmann, leder for termisk styring for høyspentbatterier i Audi, og Thomas Anzenberger fra termisk styring virtuell funksjonell utvikling hvordan selskapet med de fire ringene effektivt møter utfordringene ved vinterdrift.

Trenger førere av elektriske Audi-modeller være bekymret for begrensninger om vinteren?

Thomas Anzenberger: Jeg kan svare på det spørsmålet med et utvetydig nei. Størrelsen på høyspentbatteriene våre alene gjør tvil om ytelse og rekkevidde om vinteren uberettiget. Vår intelligente termiske styring velger alltid de mest effektive metodene for å varme opp batteriet og interiøret riktig om vinteren. Som et resultat har høyspentbatterier lang levetid, når kundene våre forutsetter for hver sesong via det som kalles AC-ladestasjoner eller en hjemme-wallbox. Denne funksjonen er spesielt nyttig om vinteren. Det går lett på cellene og minimerer samtidig rekkeviddestap fordi batteriet allerede er i det optimale temperaturområdet og derfor ikke trenger å varmes opp så mye.

Hvordan påvirker kulden et høyspentbatteri?

Pierre Woltmann: Ytelsen til et høyspentbatteri er fundamentalt avhengig av ladenivået og temperaturen. Jo kaldere det er, jo mindre strøm kan batteriet gi. Elektrokjemiske prosesser er en faktor i dette. Ved kalde batteritemperaturer øker batteriets elektriske interne motstand og den brukbare kapasiteten reduseres. Vi beskytter batteriet ved å slippe ut mindre strømstyrke ved lavere temperatur. I tillegg kan batteriet absorbere spillvarmen fra væskekjølte høyspentkomponenter som kraftelektronikken, drivsystemet og laderen og varmes opp direkte av en kjølemiddelvarmer.

Hva er effekten av kulde på lading?

Woltmann: Lading kan ta lengre tid ved lave batteritemperaturer. Av den grunn må batteriet varmes opp under lading, ideelt sett også på vei til lading. Ved tilkobling til ladepunktet, kommuniserer kjøretøyet automatisk med strømkilden.

Slik vet ladepunktet hvor mye strøm batteriet til enhver tid kan absorbere. Så vi sikrer at batteriet ikke blir overbelastet. Når det lades, henter batteriet strømmen det trenger til oppvarming fra ladepunktet.

Hva er jobben med termisk styring?

Anzenberger: I utgangspunktet er termisk styring ansvarlig for å fordele varmestrømmene mellom drivsystemet, høyspentbatteriet og interiøret. Vårt varmepumpesystem har frifunnet seg godt i denne sammenheng fremfor alt. Den konverterer energi fra drivlinjen eller luften rundt. Det er varme som er tilgjengelig for batteriet eller, om vinteren, for interiøret også. Å bruke luften rundt som energikilde er relativt nytt: vi bruker den til å balansere den avtagende spillvarmen fra drivlinjen, som fungerer stadig mer effektivt. På den måten har vi tilgang til to uavhengige systemer via drivlinjen og luften rundt, som vi bruker til å varme opp interiøret og høyspentbatteriet.

Hvordan reguleres temperaturen på batteriet og interiøret under kjøring?

Anzenberger: For å sikre en pålitelig tilførsel av varme selv i svært lave temperaturer, integrerer vårt varmepumpesystem, som er innebygd i de fleste av våre elektriske modeller, ytterligere høyspentvarmere i driftsstrategien. Dette sikrer et komfortabelt interiør selv i ekstreme situasjoner og produserer raskt den ideelle batteritemperaturen på omtrent 25 til 30 grader Celsius (77 til 86 grader Fahrenheit) for maksimal ytelse. En andre elektrisk varmeovn er tilgjengelig i vår vinterpakke for de spesielt kalde nordlige landene. En tilleggsvarmer for elsykler er også tilgjengelig som ekstrautstyr på enkelte modeller.

Woltmann: Hva n våre kunder ønsker å sykle med maksimal effektivitet i kalde utetemperaturer, varmestyringsalgoritmen varmer batteriet til lavere temperaturer, og mens den frigjør mindre kjørekraft som et resultat, øker den også kjøretøyets rekkevidde.

Hvilke tekniske tilleggsløsninger har Audi utviklet for å gjøre høyspentbatteriet uavhengig av temperaturpåvirkning?

Woltmann: Som et skjæringspunkt med termisk styring tilbyr vi det som kalles forkondisjonering, som har en positiv effekt på både batteri og interiør. Det er mulig å stille inn nøyaktig avgangstidspunkt med lade- og avgangstimeren – direkte i kjøretøyet eller med myAudi-appen. Som et resultat lader den automatiske ladeprosessen batteriet til forhåndsinnstilt nivå og en gunstig temperatur så nær avgangstiden som mulig. På denne måten reduseres rekkeviddestapet betydelig ved å varme opp batteriet. I tillegg justerer forkondisjonering temperaturen i kjøretøyets interiør til ønsket nivå før avgang.

Anzenberger: I e-tron GT quattro og RS e-tron GT fungerer kondisjonering for ladeprosessen til og med automatisk under kjøring for å oppnå konsekvent høy ladekapasitet på hurtigladestasjoner, nemlig når e -tron ruteplanlegger brukes i disse modellene. Avhengig av utelufttemperaturen, bringer det intelligente termiske styringssystemet i tillegg batteriet til et temperaturområde som er optimalt for lading mens bilen kjører og før ladingen starter, i tillegg til forkondisjonering.

Denne ekstra mobile forkondisjoneringen av batteriet i e-tron GT quattro og RS e-tron GT sikrer best og raskest mulig laderesultat.

Hvordan reduserer Audi rekkeviddetapet ved å varme opp interiøret?

Woltmann: Sammenlignet med en forbrenningsmotor har en elbil mye mindre spillvarme og energi tilgjengelig for oppvarming. Varmen som batteriet, den elektriske motoren og kraftelektronikken genererer, kan ledes inn i interiøret med en varmepumpe. I utgangspunktet fungerer varmepumpen som et kjøleskap – men omvendt. Jo mer spillvarme som er tilgjengelig, desto mer effektivt fungerer pumpen. I beste fall kan den generere opptil tre kilowatt varmeeffekt fra én kilowatt elektrisk energi. Denne teknologien er veldig nyttig spesielt om vinteren fordi den erstatter et termoelektrisk varmeelement. Avhengig av utetemperaturen kan varmepumpen nå et høyere område sammenlignet med konvensjonell oppvarming.

Hva kan kunder som ikke har en garasje tilgjengelig gjøre?

Woltmann : Alle som trenger mer rekkevidde så snart de setter seg inn i bilen bør forhåndsbetinge. Ideelt sett bør det gjøres ved AC-lading, som generelt er mer effektivt enn DC-lading fordi det er mindre strømtap på grunn av de lavere strømmene. AC-lading er også skånsommere fordi det ikke belaster batteriet så mye. Det er mindre strømstyrke som flyter med AC-lading. Batteriet kan absorbere det selv ved svært lave batteritemperaturer, noe som gjør at batteriet ikke trenger å varmes opp så mye. Lading bør skje – uansett om det er AC eller DC – rett før du starter en tur via avgangstimeren for å bruke den høyere batteritemperaturen for å få rekkevidde eller umiddelbart etter kjøring for å utnytte den høyere batteritemperaturen til å lade raskere og mer effektivt.

Hva skjer med et kaldt batteri på en hurtigladestasjon?

Woltmann: Uansett modell, gjenkjenner algoritmen i kjøretøyet når bilen lades på en DC hurtigladestasjon. Strømmene frigjøres uavhengig av ladenivå og temperatur. Med den aktive oppvarmingen som vi har implementert, reduserer vi ladetiden betydelig i kalde temperaturer.

Når når høyspenningsbatterier grensen?

Woltmann: For å beskytte batteriet slipper vi ikke mer strøm fra når kjernetemperaturen når minus 30 grader (-22 Fahrenheit). Men for at det skulle skje, måtte bilen utsettes for en så ekstrem temperatur over lang tid. Det er åpenbart også mulig å kjøre en e-tron-modell med tilstrekkelig ladenivå og et forvarmet høyspentbatteri i ytre temperaturer på minus 30 grader.

Fra et teknisk perspektiv, hvilke tilleggsråd kan du gi for vinteren?

Anzenberger: Ved å bruke bilens datamaskin og range monitor i Audi MMI med rekkeviddeprediksjon under kjøring, kan kundene direkte lese hvor stor rekkevidde de får når for eksempel interiørtemperaturen reduseres. Rekkevidden kan økes med Range Mode. Dette begrenser litt komfortfunksjoner, kjørekraft og maksimal hastighet.

Les mer om termisk håndtering

Du finner detaljer om termisk styring i vår modellseksjon

• Termisk styring Audi e-tron GT / Audi RS e-tron GT
• Termisk styring Audi Q4 e-tron
• Termisk styring Audi e-tron