Rychlé nabíjení Audi: vliv teploty

Poznaň, 29. února 2024. Účinnost nabíjení elektromobilu je do značné míry závislá na zachování ideálního procesu nabíjení. To, jak rychle lze baterii nabít, souvisí nejen s chemickým složením baterie, ale vyžaduje také komplexní řízení teploty lithium-iontové baterie. Pro spotřebitele elektromobilů je prioritou mít vozidlo s vysokou mírou autonomie. Neméně důležitou se však stává i otázka rychlosti dobíjení, zejména během dovolených nebo dlouhých služebních cest: Jak efektivně a rychle lze baterii v elektromobilech dobíjet?

Zážitek z jízdy ovlivňuje především zrychlení, nikoliv samotná maximální rychlost. Podobně je tomu i v případě nabíjení elektromobilů – zde je důležitější nabíjecí křivka než maximální nabíjecí výkon.

Audi Q8 e-tron si zde vede obzvlášť dobře – nabíjecí křivka zůstává vysoká i při více než 80 % nabití baterií. Jako příklad zde může sloužit varianta SQ8 e-tron s kapacitou baterií 106 kWh (netto), resp. 114 kWh (brutto). Větší kapacita akumulátorů poskytuje větší nabíjecí výkon; Audi SQ8 e-tron dosahuje v rychlonabíječce CCS (Combined Charging System) maximálního nabíjecího výkonu až 170 kW, což umožňuje nabít vůz z 10 na 80 procent za přibližně 31 minut. Deset minut nabíjení zase stačí k ujetí další vzdálenosti až 104 kilometrů (WLTP).

Kapacita není všechno

Nicméně základem dobrých jízdních a nabíjecích vlastností elektromobilu je vyspělý vysokonapěťový systém tepelného řízení, který se používá v elektrických modelech Audi. Díky němu baterie modelu Q8 e-tron rychle dosahuje optimálního výkonu v rozmezí 25 až 35 stupňů Celsia (77 až 77 stupňů Fahrenheita) a během jízdy se v tomto teplotním rozmezí udržuje – bez ohledu na to, zda jde o chladné staré dny nebo rychlé dálniční jízdy v letním horku. Za spolehlivý výkon lithium-iontových akumulátorů a poskytování plného výkonu po dlouhou dobu bez ohledu na podmínky je zodpovědný chladicí systém na bázi kapaliny, který udržuje akumulátory v ideálním teplotním rozmezí po celou dobu.

Systém řízení teploty se skládá ze čtyř okruhů, které jsou propojeny podle provozních podmínek a jízdní situace a neustále optimalizují teplotní stav příslušných součástí systému. Kromě toho systém reguluje teplotu v interiéru vozidla Audi Q8 e-tron a také teplotu vysokonapěťového akumulátoru.
Chladicí systém je oddělený od prostoru pro akumulátorové články a skládá se z plochých hliníkových profilů rozdělených do malých komor. Výměna tepla mezi články akumulátoru a chladicím systémem pod nimi probíhá prostřednictvím speciálního materiálu s dobrou tepelnou vodivostí a konzistencí pryžové rohože, který je přitisknut pod každý modul článku a rovnoměrně odvádí odpadní teplo přes plášť akumulátoru do chladicí kapaliny.

V přibližně 40 metrů dlouhém chladicím potrubí Audi Q8 e-tron cirkuluje 22 litrů chladicí kapaliny. Kromě toho sériové tepelné čerpadlo účinně využívá nevyhnutelné odpadní teplo elektromotorů k vytápění a klimatizaci interiéru. To znamená využití až 3 kW skutečného ztrátového výkonu. Tepelné čerpadlo tak může přispět k dojezdu v každodenním provozu.

To má význam i při nabíjení

Předpokladem vysokého a stabilního výkonu rychlonabíjecí stanice je také inteligentní řízení teploty. Vysokonapěťová baterie se totiž musí nacházet v ideálním teplotním rozmezí, aby byl zajištěn maximální výkon při minimální době nabíjení.

Pro zajištění správné teploty je systém řízení teploty ve vozech Audi e-tron GT quattro a Audi RS e-tron GT propojen s navigačním systémem. Pokud řidič zvolí jako cíl cesty stanici HPC, chlazení akumulátoru se zintenzivní, jakmile se k ní vozidlo přiblíží, aby mohl být na nabíjecí stanici co nejrychleji dobit. Pokud je baterie v zimě brzy po nastartování stále velmi studená, je pro rychlé dobíjení vyhřívána.

Na druhou stranu chlazení pomáhá i cirkulace chladicí kapaliny, protože rychlé stejnosměrné nabíjení může baterii zahřát až na 50 stupňů Celsia. Teplo, které akumulátor během nabíjení vytváří, je odváděno do chladicího systému. I když vozidlo stojí, otevřený, regulovatelný přívod chladicího vzduchu a aktivovaný ventilátor zajišťují optimální proudění vzduchu ke kondenzátoru.

K dlouhé životnosti baterie přispívá také inteligentní řízení teploty. Postupnému stárnutí akumulátoru brání software pro řízení nabíjení. Software upravuje proudy a napětí v závislosti na stáří a zbývající kapacitě, aby během nabíjení nedocházelo k přebíjení akumulátoru.

Vysoké systémové napětí přibližně 800 V u vozů Audi e-tron GT quattro a Audi RS e-tron GT zajišťuje vysoký trvalý výkon a zkracuje dobu nabíjení. Na stejnosměrné nabíjecí stanici s napětím 800 V, například v evropské rychlonabíjecí síti Ionity, dosahuje Audi e-tron GT quattro špičkového nabíjecího výkonu až 270 kW. Za ideálních podmínek tak může ujet až 100 km za něco málo přes pět minut; nabíjení z 5 na 80 % SoC (State of Charge) trvá za ideálních podmínek pouhých 22,5 minuty.

Při takto krátkých dobíjecích zastávkách lze baterii doplnit za kratší dobu, než je spotřeba energie na cestě do cíle.