Slim thermomanagement voor sneller opladen

Een grote actieradius is voor veel klanten de belangrijkste eis bij het kiezen van een elektrische auto. Maar in feite zou iedereen zich over nog iets moeten buigen: de laadsnelheid. Met name op langere reizen door Europa speelt die een grote rol.

Net zo goed als een snelle acceleratie meer voor de rijbeleving betekent dan een hoge topsnelheid, is een gunstige laadcurve voor het snelladen belangrijker dan het laadvermogen an sich.

Vergeleken met directe concurrenten heeft de Audi Q8 e-tron een bijzonder mooie laadcurve. Die blijft lang vlak en het laadvermogen duikt pas onder de 100 kW als de accu voor meer dan 80% vol zit.

De nieuwe Audi Q8 e-tron heeft een 400-voltarchitectuur (om precies te zijn 396 volt) en combineert die in het geval van de Audi SQ8 e-tron met een 114-kWh-accu, waarvan netto 106 kWh te benutten is.

Hoe groter de accu, hoe hoger het laadvermogen kan zijn. Daarom kan de Audi SQ8 e-tron met maximaal 170 kW CCS-laden.

Als we al deze technische informatie even omzetten naar de dagelijkse praktijk, betekent dit dat de State of Charge aan een snellader in zo n 31 minuten van 10 naar 80% is te brengen. Bij een lader die overweg kan met het laadvermogen van de Audi SQ8 e-tron levert dat in tien minuten een rijbereik van 104 kilometer op. Alle genoemde waarden zijn berekend op basis van de WLTP-normen.

Wil een elektrische auto onder het rijden en tijdens opladen goed presteren, dan is een geavanceerde temperatuurhuishouding absolute voorwaarde. Daarom brengt het thermomanagement in de Audi Q8 e-tron de accutemperatuur zo snel mogelijk op minimaal 25 en maximaal 35 graden Celsius, zowel na een koude start op een winterochtend als tijdens een urenlange vakantierit in het zomerse hoogseizoen.

Voor een goede werking gedurende zo lang mogelijke tijd, ook in hartje zomer en met een sportieve rijstijl, is de lithium-ionaccu vloeistofgekoeld.

Het slimme temperatuurmanagement is opgebouwd uit vier circuits die actief zijn als de accutemperatuur en de rijomstandigheden daarom vragen. Een optimale temperatuur van de belangrijke systeemcomponenten staat te allen tijde voorop. Gekoeld worden de elektromotoren zelf, inclusief de rotors, alle omliggende elektronica en de oplaadcomponenten. Daarnaast komen ook de interieurtemperatuur en de accutemperatuur voor rekening van het thermomanagement.

Het koelsysteem zit onder de accu. Het bestaat uit platte aluminium extrusieprofielen die een patroon van kleine kamertjes vormen. De warmteoverdracht van accucellen naar koelsysteem gaat via een warmtegeleidend materiaal met de consistentie van een rubbermat. Dit materiaal wordt onder elke celmodule geperst en zorgt ervoor dat het warmte-overschot, evenwichtig over de accubehuizing verdeeld, op de koelvloeistof wordt overgedragen. Opgeteld hebben de koelleidingen van de Audi Q8 e-tron een lengte van zo n 40 meter. Daarin gaat 22 liter koelvloeistof.

Daarnaast is er nog de standaard warmtepomp die de onvermijdelijke warmte van de elektromotoren efficiënt benut om het interieur te verwarmen of te koelen. Zodoende wordt tot wel 3 kW van het vermogensverlies doelmatig ingezet. Dat levert in de dagelijkse praktijk een stukje extra actieradius op.

Een slim thermomanagement is ook een voorwaarde voor goede en reproduceerbare prestaties aan de snellader. Voor optimaal bijladen in zo kort mogelijke tijd moet de accu namelijk in het juiste temperatuurbereik zitten. Daarom is in de Audi e-tron GT quattro en Audi RS e-tron GT voorzien in preconditionering van de accu.

Omwille van actieve preconditionering is het thermomanagement in beide gran turismo's aan het navigatiesysteem gekoppeld. Door een snellaadstation als bestemming te kiezen, weet de auto dat op die locatie de accu een specifieke temperatuur moet hebben. Op warme dagen wordt de koeling ge ntensiveerd en op koude dagen wordt er juist bijverwarmd.

Ook tijdens het snelladen is trouwens sprake van temperatuurregulering. Het laadproces kan de accutemperatuur verhogen tot wel 50 graden Celsius, zodat ook dan het koelcircuit van pas komt. Een andere koelmethode tot slot wordt benut in een stilstaande auto. Een aanstuurbare luchtinlaat en een ventilator zorgen voor een luchtstroom richting condensator.

Het slimme thermomanagement draagt ook bij aan de gebruiksduur van de accu. Het progressief verlopende verouderingsproces wordt afgeremd door de controlesoftware van het laadproces. Op basis van acculeeftijd en resterende capaciteit past de software het wattage en voltage aan, zodat de accu tijdens het opladen niet overbelast wordt.

De Audi e-tron GT quattro en Audi RS e-tron GT werken met een hoge systeemspanning van 800 volt. Hierdoor blijven de prestaties lang op hoog niveau en gaat opladen nog sneller. Hiervoor is een laadpunt nodig dat hiermee compatibel is. Dit geldt voor alle Ionity-laadpalen; daar kan de Audi e-tron GT quattro zijn piekvermogen van 270 kW benutten. Onder ideale omstandigheden zit er dan in iets meer dan vijf minuten voldoende stroom in de accu om weer 100 kilometer verder te komen. Opladen van 5 tot 80 procent zou idealiter in slechts 22,5 minuten lukken.

Met zulke snelle laadstops duurt het bijladen korter dan de tijd die nodig is om die stroom weer te verbruiken.