O Q6 e-tron, fabricado em Ingolstadt, é o primeiro modelo de grande volume totalmente elétrico fabricado numa unidade alemã da Audi. Simultaneamente, a marca dos quatro anéis está a consolidar novas competências e tecnologias na sede da empresa com a montagem da recém-desenvolvida bateria de alta tensão (HV) para a Premium Platform Electric (PPE). Graças à nova forma de produção de baterias, a Audi está a aumentar gradualmente a capacidade de fabrico de modelos totalmente elétricos e a acumular experiência para a produção de módulos de baterias para o futuro.
Como parte da produção do novo Audi Q6 e-tron, aproximadamente 1.000 baterias de alta tensão (HV) são montadas diariamente numa área de cerca de 30.000 metros quadrados, com 300 funcionários a trabalharem na montagem, em três turnos. A taxa de automatização ascende a cerca de 90% e o tempo de fabrico de cada bateria de alta tensão desce de cerca de duas horas para apenas 55 minutos. Em comparação com os sistemas de bateria que a Audi utilizou até à data, a bateria para a PPE consiste em apenas doze módulos com um total de 180 células prismáticas. Por comparação, a bateria de alta tensão do Q8 e-tron é composta por 36 módulos e 432 células. A relação entre as células e o sistema de 800 volts permite alcançar o melhor equilíbrio possível entre autonomia e desempenho no carregamento.
Para a PPE, a proporção entre níquel, cobalto e manganês nas células é de aproximadamente 8:1:1, com uma proporção reduzida de cobalto e uma proporção aumentada de níquel, o que é particularmente importante para a densidade energética.
A redução do número de módulos para as baterias PPE oferece uma série de vantagens. A bateria, que pode ser utilizada para modelos de vários formatos e configurações, requer menos espaço de instalação, é mais leve e pode ser mais bem integrada na estrutura de colisão e no sistema de refrigeração do veículo. Também requer menos cabos e ligações de alta tensão e o número de pontos de fixações foi significativamente reduzido. Além disso, as ligações elétricas entre os módulos são mais curtas, o que reduz substancialmente as perdas e o peso. Uma placa de arrefecimento integrada no compartimento da bateria assegura uma transferência de calor homogénea e, por conseguinte, um acondicionamento quase ideal da bateria. As saias laterais de proteção em aço moldado a quente não são fixadas à bateria, mas sim à carroçaria, de forma muito segura. O revestimento da parte inferior da carroçaria, feito de material compósito de fibra, também é novo, e reduz ainda mais o peso e melhora o isolamento térmico, o que permite que a bateria seja aquecida ou arrefecida de forma mais eficiente.
Bateria com 100 kWh de capacidade e até 270 kW de potência de carga
A bateria de alta tensão da PPE foi desenvolvida de raiz e a sua estrutura foi simplificada. Está equipada com doze módulos e 180 células e tem uma capacidade total de armazenamento de 100 kWh (94,9 úteis). Cada módulo faz uso de 15 células eletroquímicas ligadas em série. A potência máxima de carga da bateria de 100 kWh ascende aos 270 kW. Uma variante com uma capacidade de 83 kWh está também disponível para a gama Audi Q6 e-tron, composta por dez módulos e 150 células. Graças à química otimizada das células e à gestão térmica de alta performance, a bateria de 100 kWh pode ser carregada de 10 a 80% em 21 minutos numa estação de carregamento rápido adequada: é possível recuperar 225 quilómetros de autonomia em apenas dez minutos.
O módulo de gestão da bateria, uma unidade de controlo central desenvolvida especificamente para o PPE, é responsável pelo controlo da corrente elétrica necessária para um carregamento rápido e economizador de bateria. No âmbito de uma constante monitorização, os 12 controladores da bateria enviam dados como a temperatura atual ou a tensão da célula para o módulo, que envia as suas informações, por exemplo, sobre o estado da bateria para o processador central de alta performance (HCP 4), parte da nova arquitetura eletrónica E3 1.2. Este computador, por sua vez, envia os dados para a nova gestão térmica preditiva, que regula o circuito de arrefecimento ou do aquecimento, conforme necessário, para um desempenho ótimo da bateria.
Se uma estação de carregamento funcionar com tecnologia de 400 volts, o carregamento paralelo é possível pela primeira vez. A bateria de 800 volts é automaticamente dividida em duas baterias com a mesma voltagem, que podem ser carregadas em paralelo até 135 kW. As duas partes da bateria são primeiro elevadas ao mesmo nível de carga e só depois carregadas em conjunto.
Gestão térmica eficiente para um menor tempo de carga, autonomia superior e vida útil alargada
A gestão térmica inteligente dá um contributo essencial para a elevada performance de carregamento e para alargar a vida útil da bateria de alta tensão. O componente mais importante é a gestão térmica preditiva, que utiliza dados da navegação, do percurso, do temporizador do momento da partida e do comportamento de utilização do cliente para calcular antecipadamente a necessidade de arrefecimento ou aquecimento, bem como para os fornecer de forma eficiente e no momento certo. Se um cliente se dirigir a uma estação de carregamento HPC incluída no percurso planeado, a gestão térmica preditiva prepara o processo de carregamento DC e arrefece ou aquece a bateria para que esta possa carregar mais rapidamente, reduzindo assim o tempo de carga.
Se no trajeto existir um declive acentuado, a gestão térmica ajusta a temperatura da bateria de alta tensão através de um arrefecimento adequado para evitar um maior stress térmico.
Se o cliente não fornecer informações a partir das quais possam ser obtidos dados preditivos, um algoritmo regula a gestão térmica da bateria de alta tensão. Este algoritmo também recolhe uma grande quantidade de informações e reage à condução. Se, por exemplo, o condutor tiver selecionado o modo ‘eficiência’ no menu de modos de condução, o condicionamento da bateria é ativado mais tardiamente e a autonomia real pode aumentar em função do comportamento de condução. No modo ‘dinâmico’, o objetivo é a otimização da performance. No entanto, se a situação do trânsito não permitir uma condução dinâmica, a gestão térmica reage a tal e minimiza o consumo de energia para o condicionamento da bateria. O visual de SUV confere-lhe uma aparência marcante e desportiva, cujas formas suaves da carroçaria estão em harmonia com as arestas laterais, conferindo dinamismo, mesmo quando parado. A frente vertical apresenta uma grelha Singleframe completamente fechada e uma moldura em prata selenite ou preto brilhante, que envolve a Singleframe e as entradas de ar tridimensionais. As luzes diurnas digitais, em posição elevada, conferem ao Q6 e-tron um visual distinto.
O pós-condicionamento e o condicionamento contínuo também são novidades na gestão térmica da plataforma PPE. Estas funções monitorizam a temperatura da bateria durante toda a vida útil do automóvel, de modo que a temperatura seja mantida no intervalo de tempo ideal, mesmo quando o veículo não esteja em movimento – por exemplo, no caso de temperaturas exteriores quentes. Esta medida também contribui para prolongar a vida útil da bateria.
Devido à elevada homogeneidade da temperatura no interior da bateria, a performance e o desempenho do veículo podem ser aumentados, razão pela qual o líquido de refrigeração é direcionado para baixo dos módulos de acordo com o princípio do fluxo em ‘U’. A placa de arrefecimento da bateria é também um componente estrutural da mesma, o que permite a eliminação de um painel de revestimento adicional no compartimento da bateria e a otimização da ligação térmica aos módulos através de um material fluído condutor de calor.
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