Gestion thermique intelligente pour une recharge rapide

Une autonomie élevée est l’une des principales exigences des clients et clientes vis-à-vis d’un véhicule électrique. Mais un autre élément est au moins tout aussi important, surtout lorsque vous partez en vacances ou que vous parcourez de longs trajets à des fins professionnelles: en combien de temps la batterie haute tension peut-elle être rechargée?
En effet, tout comme l’accélération en dit beaucoup plus sur les sensations de conduite d’un véhicule que sur la vitesse maximale, la courbe de recharge est plus importante en cas de recharge rapide que la puissance de recharge maximale.

L’Audi Q8 e-tron marque des points avec un cycle de recharge unique par rapport à la concurrence. Elle fonctionne à un niveau élevé, ce qui signifie que même jusqu’à un état de charge de 80% du courant circule encore à une puissance de charge élevée.
Le système de batterie haute tension de la nouvelle Audi Q8 e-tron fonctionne pour cela avec une tension nominale de 396 volts. Dans l’Audi SQ8 e-tron, par exemple, la batterie a une capacité de stockage de 106 kWh nets (114 kWh bruts).

Comme il est possible de gérer une plus grande puissance de charge avec une batterie de plus grande capacité, l’Audi SQ8 e-tron atteint une puissance de charge maximale de 170 kW sur le chargeur rapide CCS (Combined Charging System).
Lors d’un arrêt de recharge, le véhicule peut être rechargé de 10 à 80% en 31 minutes environ. L’Audi SQ8 e-tron peut parcourir jusqu’à 104 kilomètres en dix minutes sur une borne de recharge HPC (High Power Charging). Ces valeurs déterminées selon WLTP s’appliquent de la même manière à l’Audi SQ8 e-tron SUV et Sportback.

Pour assurer une bonne performance d’un véhicule électrique lors de la conduite et de la recharge, une gestion thermique sophistiquée de la batterie haute tension est indispensable. Celle-ci permet à la batterie de l’Audi Q8 e-tron d’atteindre rapidement sa plage d’efficacité optimale de 25 à 35 degrés Celsius et de rester dans cette plage de températures pendant le trajet – du démarrage à froid en hiver aux trajets rapides sur autoroute lors de chaudes journées d’été.
Pour que la batterie lithium-ion puisse fournir toute sa puissance de manière fiable, même en cas de conduite sportive, sur une longue durée et en cas de températures extérieures élevées, elle est maintenue dans la plage de température idéale par un système de refroidissement à base liquide.

La gestion thermique intelligente comprend quatre circuits qui sont couplés en fonction de l’état de fonctionnement et de la situation de conduite et qui optimisent en permanence l’état de température des composants du système importants: elle refroidit les moteurs électriques avec leurs rotors, l’électronique de puissance et le chargeur. De plus, la gestion thermique de l’Audi Q8 e-tron régule la température dans l’habitacle ainsi que celle de la batterie haute tension.

Le système de refroidissement est séparé du compartiment de la batterie et se compose de profilés extrudés plats en aluminium, divisés en petites chambres. L’échange thermique entre les cellules de la batterie et le système de refroidissement situé en dessous s’effectue à l’aide d’un matériau spécial conducteur de chaleur ayant la consistance d’une natte en caoutchouc, qui est pressé sous chaque module de cellule et conduit uniformément les rejets thermiques dans le liquide de refroidissement à travers le boîtier de la batterie.
22 litres de liquide de refroidissement circulent dans les conduites d’eau de refroidissement de l’Audi Q8 e-tron de 40 mètres de long. Du reste, la pompe à chaleur de série utilise efficacement la chaleur perdue inévitablement par les moteurs électriques pour chauffer et climatiser l’habitacle, ce qui permet de valoriser jusqu’à 3 kW des pertes réelles. La pompe à chaleur peut ainsi contribuer à des gains d’autonomie en utilisation quotidienne.

Une gestion thermique intelligente est également une condition préalable à des performances élevées et reproductibles à la borne de recharge rapide. En effet, pour une puissance de charge maximale et un temps de charge minimal, la batterie haute tension doit se trouver dans une plage de température idéale. Si nécessaire, la batterie haute tension de l’Audi e-tron GT quattro et de l’Audi RS e-tron GT est pré-tempérée à cette plage de température.
Pour un préconditionnement actif, la gestion thermique de l’Audi e-tron GT quattro et de l’Audi RS e-tron GT est connectée au système de navigation. Si le conducteur ou la conductrice a choisi une borne HPC comme destination, le refroidissement de la batterie est intensifié dès le démarrage afin qu’elle puisse être rechargée le plus rapidement possible sur la borne. Si la batterie est encore très froide en hiver peu de temps après le démarrage, elle est chauffée pour une recharge rapide.

D’autre part, le circuit de réfrigération aide également à refroidir, car un chargement rapide en courant continu peut chauffer la batterie jusqu’à 50 degrés Celsius. La chaleur générée par la batterie pendant la recharge est transférée dans le circuit de réfrigération. Même à l’arrêt, celui-ci assure une aération optimale du condensateur à l’aide de l’entrée d’air de refroidissement réglable ouverte et du ventilateur activé.
Une gestion thermique intelligente contribue également à la longévité de la batterie. Le logiciel de commande du processus de recharge agit contre le processus de vieillissement progressif de la batterie. Le logiciel ajuste les courants et les tensions en fonction de l’âge et de la capacité restante afin que la batterie ne soit pas surchargée pendant la charge.

La tension élevée du système d’environ 800 volts sur l’Audi e-tron GT quattro et l’Audi RS e-tron GT permet une puissance continue élevée et réduit la durée de recharge. Sur une borne à courant continu (CC) de 800 volts, par exemple dans le réseau européen de recharge rapide d’Ionity, l’Audi e-tron GT quattro atteint une puissance de charge maximale de 270 kW. Dans des conditions optimales, il peut ainsi recharger l’énergie en cinq bonnes minutes pour un trajet allant jusqu’à 100 kilomètres. Dans des conditions idéales, une charge de 5 à 80% de SoC (State of Charge) ne prend que 22,5 minutes.
Avec des arrêts de recharge aussi courts, l’électricité nécessaire à un trajet est rechargée beaucoup plus vite qu’elle n’est consommée pour parcourir ce trajet.