Totalmente cargada: la batería de alto voltaje del Audi RS Q e-tron.
La batería de alto voltaje está ubicada en el centro de la unidad y literalmente en el medio del Audi RS Q e-tron . Encarna el corazón del innovador accionamiento eléctrico con convertidor de energía. Audi tiene la intención de usarlo para establecer el próximo hito en el rally más duro del mundo y demostrar “Vorsprung durch Technik” también en el desierto.
“Con nuestra configuración de propulsión en el RS Q e-tron , Audi es un pionero en el Rally Dakar”, dice Lukas Folie, el ingeniero de baterías de alto voltaje. “Definir los retos para este tipo de competición fue muy exigente. Simplemente no existen valores empíricos en el automovilismo para tal concepto y para este tipo de competencia de resistencia «.
Diseño para requisitos desconocidos.
En comparación con el Campeonato del Mundo de Fórmula E, que Audi disputó por última vez con una propulsión eléctrica a batería, los estándares en el Rally Dakar son diferentes: etapas diarias de muchos cientos de kilómetros, la enorme resistencia de conducción en la suave arena del desierto, además de altas temperaturas exteriores. y un peso mínimo del vehículo fijado por la normativa en dos toneladas son valores extremos en el automovilismo. “Con la tecnología de baterías actual no es posible realizar un vehículo todoterreno BEV totalmente eléctrico para el Rally Dakar en estas condiciones”, dice Lukas Folie. El equipo de ingeniería dirigido por Axel Löffler, diseñador jefe del RS Q e-tron, por lo tanto, tuvo que definir puntos de referencia básicos para el concepto general del vehículo con propulsión eléctrica y convertidor de energía sin ningún valor empírico previo. Debido al corto tiempo de desarrollo del proyecto, Audi confió en una tecnología celular probada. La capacidad de la batería de alto voltaje es de 52 kWh y, por lo tanto, es suficiente para los requisitos máximos esperados en cada etapa del rally. El peso de la batería de alto voltaje, incluido el medio refrigerante, es de unos 370 kilogramos.
Durabilidad y alta densidad energética
La capacidad de energía y el rendimiento requeridos, así como los mecanismos de control y seguridad, hicieron que Audi recurriera a células redondas probadas como base de la batería de alto voltaje. El sistema de batería está diseñado de tal manera que los conductores de Audi Sport Mattias Ekström, Stéphane Peterhansel y Carlos Sainz no sienten ninguna diferencia entre una batería nueva y una usada.
Exigente carga todoterreno
Cuando los pilotos de rally abandonan el vivac en propulsión eléctrica en la mañana de cada etapa con una batería de alto voltaje cargada, comienza un sistema de control muy complejo. Solo unos minutos antes del inicio de la etapa, los equipos conocen algún detalle sobre la ruta cuando se entregan los libros de ruta. El Audi RS Q e-troncon su conducción innovadora siempre debe estar preparado para todas las condiciones en términos de distancias, velocidades, dificultad del terreno y otros factores. Los ingenieros y técnicos electrónicos han programado algoritmos para mantener el estado de carga (SoC), es decir, el nivel de carga, dentro de rangos definidos en función de la demanda de energía. La extracción de energía y la recarga de la batería siempre están equilibradas en distancias definidas. Si, por ejemplo, un paso de dunas difícil con alta resistencia a la conducción requiere energía máxima durante un corto tiempo, el estado de carga cae dentro de un rango controlado. La razón: la potencia de accionamiento de las unidades motor-generador en los ejes delantero y trasero está limitada a un máximo de 288 kW en total según la normativa. Sin embargo, el convertidor de energía solo puede proporcionar una potencia de carga máxima de 220 kW. En casos extremos, por lo tanto, el consumo es brevemente superior a la generación de energía. “Algo como esto es posible por un tiempo limitado”, dice Lukas Folie. “Pero en una distancia más larga, siempre resulta en un juego de suma cero: luego tenemos que regular el consumo de energía para que el estado de carga de la batería permanezca dentro de un pasillo. La cantidad absoluta de energía disponible a bordo debe ser suficiente para cubrir la etapa del día «.
La recuperación de energía como factor importante
Para lograr la máxima eficiencia, Audi también se basa en un principio en el desierto que ya se ha utilizado en los autos deportivos de Le Mans y en la Fórmula E: el RS Q e-tron recupera energía durante la frenada. Las unidades MGU en los ejes delantero y trasero pueden convertir el movimiento de rotación de las ruedas en energía eléctrica. El objetivo es recuperar la máxima energía. El flujo de potencia en esta dirección inversa no está sujeto a las mismas limitaciones de potencia que al acelerar. Lo que suena tan simple requiere un sistema de frenos inteligente (IBS) complejo. Combina la función de frenado hidráulico con el freno eléctrico regenerativo.
Eficiente en movimiento
Gracias a este diseño específico, el RS Q e-tron tiene una posición excepcional en el campo de salida. Esto se aplica no solo a la topología del sistema básico de todos los conjuntos, sino también al sistema de control de energía. Aunque tiene que mover una masa mayor debido a la normativa, el RS Q e-tron se las arregla con menos energía que la competencia. El menor volumen del depósito del convertidor de energía especificado en el reglamento demuestra que el coche de rally con los cuatro aros es muy eficiente.