Rally Dakar: A bateria de alta voltagem no Audi RS Q e-tron

"Com a nossa configuração de transmissão no RS Q e-tron, a Audi é pioneira no Rally Dakar", diz Lukas Folie, o engenheiro de baterias de alta voltagem. "A definição dos desafios para este tipo de competição foi muito exigente. Não existem simplesmente valores empíricos no desporto automóvel para tal conceito e para este tipo de competição de enduro".

Conceção para requisitos desconhecidos

Em comparação com o Campeonato do Mundo de Fórmula E, que a Audi disputou pela última vez com um acionamento elétrico a bateria, os padrões no Rally Dakar são diferentes: as etapas diárias de muitas centenas de quilómetros, a enorme resistência à condução na areia macia do deserto, mais as altas temperaturas exteriores e um peso mínimo do veículo fixado pelos regulamentos em duas toneladas são valores extremos no desporto automóvel. "Não é possível com a tecnologia de baterias atual realizar um veículo todo-o-eléctrico BEV para o Rally Dakar nestas condições", diz Lukas Folie.

A equipa de engenharia liderada por Axel Löffler, Designer Chefe do RS Q e-tron, teve portanto de definir parâmetros básicos para o conceito global do veículo com transmissão elétrica e conversor de energia sem quaisquer valores empíricos anteriores. Devido ao curto tempo de desenvolvimento do projeto, a Audi confiou na tecnologia celular comprovada.

A capacidade da bateria de alta voltagem é de 52 kWh e é portanto suficiente para os requisitos máximos esperados em cada etapa do rally. O peso da bateria de alta voltagem, incluindo o meio de arrefecimento, é de cerca de 370 quilogramas.

A capacidade e desempenho energético necessários, bem como os mecanismos de controlo e segurança, fizeram a Audi recorrer a células redondas comprovadas como base da bateria de alta voltagem. O sistema de bateria foi concebido de tal forma que os condutores da Audi Sport Mattias Ekström, Stéphane Peterhansel e Carlos Sainz não sentem qualquer diferença entre uma bateria nova e uma bateria usada.

Carregamento fora-de-estrada exigente

Quando os condutores do rally deixam o bivouac em tracção eléctrica na manhã de cada etapa com uma bateria de alta voltagem carregada, inicia-se um sistema de controlo altamente complexo.

Apenas alguns minutos antes do início da etapa, as equipas aprendem todos os detalhes sobre o percurso quando os roadbooks são entregues. O Audi RS Q e-tron com o seu inovador motor deve estar sempre preparado para todas as condições em termos de distâncias, velocidades, dificuldade do terreno e outros fatores.

Os engenheiros e técnicos electrónicos programaram algoritmos para manter o Estado da Carga (SoC), ou seja, o nível de carga, dentro de intervalos definidos em função da procura de energia. A extração de energia e a recarga da bateria estão sempre em equilíbrio ao longo de distâncias definidas.

Se, por exemplo, uma difícil passagem de duna com alta resistência de condução exigir o máximo de energia durante um curto período de tempo, o estado de carga cai dentro de um intervalo controlado.

A razão: A potência de transmissão das unidades geradoras do motor nos eixos dianteiro e traseiro é limitada a um máximo de 288 kW no total, de acordo com os regulamentos. No entanto, o conversor de energia só pode fornecer uma potência máxima de carga de 220 kW.

Em casos extremos, portanto, o consumo é brevemente mais elevado do que a produção de energia. "Algo assim é possível por um tempo limitado", diz Lukas Folie. "Mas a uma distância maior, resulta sempre num jogo de soma zero": Temos então de regular o consumo de energia para que o estado de carga da bateria permaneça dentro de um corredor. A quantidade absoluta de energia disponível a bordo deve ser suficiente para cobrir a perna do dia".

A recuperação de energia como um fator importante

A fim de se conseguir a máxima eficiência, a Audi também conta com um princípio no deserto que já foi utilizado nos carros desportivos de Le Mans e na Fórmula E: O RS Q e-tron recupera energia durante a travagem.

As unidades MGU nos eixos dianteiro e traseiro podem converter o movimento de rotação das rodas em energia eléctrica. O objectivo é recuperar a energia máxima. O fluxo de energia nesta direção inversa não está sujeito às mesmas limitações de potência da fase de aceleração. O que parece tão simples requer um sistema de travagem inteligente complexo (IBS). Este sistema combina a função de travagem hidráulica com o travão regenerativo elétrico.

Eficiente em movimento

Graças a este desenho orientado, o RS Q e-tron tem uma posição excecional no campo de partida. Isto aplica-se não só à topologia básica do sistema de todas as montagens, mas também ao sistema de controlo de energia. Embora tenha de mover uma massa maior devido aos regulamentos, o RS Q e-tron gere com menos energia do que a concorrência tradicional. O menor volume do tanque para o conversor de energia especificado nos regulamentos prova que este carro de rali com os quatro anéis é muito eficiente.