Audi adviseert slim warmtebeheer bij elektrisch rijden in de winter

7-1-22. Elektrisch rijden vraagt tijdens koude winterdagen extra veel van de accu. Er is niet alleen energie nodig om het accusysteem op te warmen, maar ook het interieur.

Een elektrische Audi heeft daarom intelligente systemen aan boord voor een efficiënt warmtebeheer om het bereik te optimaliseren en de levensduur van de accu te verlengen. In een interview leggen Pierre Woltmann, hoofd thermisch beheer voor hoogspanningsaccu’s bij Audi, en Thomas Anzenberger van de afdeling thermisch beheer & virtuele functionele ontwikkeling, uit hoe het merk met de vier ringen omgaat met de winterse uitdagingen.

Zouden Audi-rijders zich ’s winters zorgen moeten maken over elektrisch rijden?
Thomas Anzenberger: “Ik kan die vraag met een ondubbelzinnig nee beantwoorden. Alleen al de grootte van onze accu's maakt twijfel over prestaties en actieradius in de winter onnodig. Ons intelligente warmtebeheer selecteert altijd de meest efficiënte methode om de accu en het interieur op de juiste manier te verwarmen. En als de hoogspanningsaccu’s goed worden gepreconditioneerd via een AC-laadstation of wallbox, dan hebben ze een lange levensduur. De preconditionering is vooral handig in de winter. Het ontlast de accucellen en minimaliseert tegelijkertijd het bereikverlies omdat de accu zich bij vertrek al in het optimale temperatuurbereik bevindt en daarom niet zo veel hoeft te worden verwarmd.”

Welke invloed heeft kou op een hoogspanningsaccu?
Pierre Woltmann: “De prestaties van een hoogspanningsaccu zijn fundamenteel afhankelijk van het laadniveau en de temperatuur. Hoe kouder het is, hoe minder stroom de accu kan leveren. Hierbij spelen elektrochemische processen een belangrijke rol. Bij lage accutemperaturen neemt de elektrische interne weerstand van de accu toe en neemt de bruikbare capaciteit af. We beschermen daarom de accu door minder stroom af te geven bij een lagere temperatuur. De accu kan trouwens de de restwarmte absorberen van de vloeistofgekoelde hoogspanningscomponenten zoals de vermogenselektronica, het aandrijfsysteem en de lader, en kan ook rechtstreeks worden verwarmd door een koelmiddelverwarmer.”

Wat zijn de effecten van kou bij het opladen?
Woltmann: “Bij lage accutemperaturen kan het opladen langer duren. Om die reden moet de batterij tijdens het opladen worden verwarmd, idealiter zelfs voordat het opladen gaat starten. Bij aansluiting op het laadpunt communiceert de auto automatisch met de stroombron. Zo weet het laadpunt op elk moment hoeveel stroom de batterij kan opnemen. Zo zorgen we ervoor dat de batterij niet overbelast wordt. Tijdens het opladen wordt de accu ook geladen met stroom die nodig is voor de verwarming van het accusysteem.”

Welke rol speelt het thermomanagement?
Anzenberger: “Het thermomanagement is verantwoordelijk voor de verdeling van de warmtestromen tussen het aandrijfsysteem, de hoogspanningsaccu en het interieur. Ons warmtepompsysteem speelt hierbij een belangrijke rol. Deze pomp zet de energie van de aandrijflijn of de omringende lucht om in warmte en maakte deze beschikbaar voor de accu en, in de winter, ook voor de interieurverwarming. Het gebruikmaken van de omgevingslucht als energiebron is relatief nieuw: we gebruiken het om de afnemende restwarmte van de steeds efficiënter werkende aandrijflijn te compenseren. Zo hebben we via de aandrijflijn en de omgevingslucht toegang tot twee van elkaar onafhankelijke systemen die we kunnen gebruiken om het interieur en de hoogspanningsaccu te verwarmen.”

Hoe wordt de temperatuur van de accu en het interieur geregeld tijdens het rijden?
Anzenberger: “Ons warmtepompsysteem, dat in de meeste van onze elektrische modellen is ingebouwd, zorgt ook tijdens extreme winterse omstandigheden voor een comfortabel interieur. Het systeem kan de batterijtemperatuur snel op het ideale niveau van ongeveer 25 tot 30 graden celcius kan, voor maximale prestaties. Voor de bijzonder koude noordelijke landen is er een tweede elektrische kachel leverbaar. Op sommige modellen is trouwens óók een extra verwarming voor elektrische fietsen als optie verkrijgbaar.”

Welke aanvullende systemen heeft Audi ontwikkeld om de effecten van kou te minimaliseren?
Woltmann: “Als aanvulling op het intelligente thermomanagement bieden we ook het zogenaamde preconditioning aan, wat zowel een positieve uitwerking heeft op de accu als op de interieurtemperatuur. Met de myAudi-app kan via de laad- en vertrektimer de exacte vertrektijd worden ingesteld. Het systeem laadt de accu vervolgens op en verwarmt het accusysteem en het interieur vlak voor de geplande vertrektijd. Op deze manier wordt er zo efficiënt mogelijk met het bereik omgesprongen en profiteren de inzittenden van een comfortabel warm interieur bij vertrek.”

Anzenberger: Bij de e-tron GT quattro en RS e-tron GT werkt de conditionering voor het laadproces zelfs automatisch, al tijdens het rijden, om zo een ​​constant hoge laadcapaciteit bij snellaadstations te bereiken. Dit gebeurt via de e-tron routeplanner van deze modellen. Afhankelijk van de buitenluchttemperatuur brengt het intelligente thermomanagementsysteem de accu alvast op een temperatuur die optimaal is voor het opladen. Deze extra mobiele preconditionering van de accu van de e-tron GT quattro en RS e-tron GT zorgt voor de beste en snelst mogelijke laadresultaten.

Hoe vermindert Audi bereikverlies bij het verwarmen van het interieur?
Woltmann: “In vergelijking met een auto met verbrandingsmotor heeft een elektrische auto veel minder restwarmte en energie beschikbaar voor verwarming van het interieur. De warmte die wordt gegenereerd door de accu, elektromotor en vermogenselektronica, leiden we daarom met een warmtepomp naar het interieur. In principe werkt de warmtepomp als een koelkast, maar dan omgekeerd. Hoe meer restwarmte beschikbaar is, hoe efficiënter de pomp werkt. In het beste geval kan hij uit één kilowatt elektrische energie tot drie kilowatt warmte genereren. Die technologie is vooral in de winter erg handig. Afhankelijk van de buitentemperatuur kan de warmtepomp een hoger bereik realiseren in vergelijking met conventionele verwarming.”

Wat werkt het beste voor Audi-rijders die geen garage hebben?
Woltmann: “Voor een zo hoog mogelijke actieradius raden we iedereen aan om de auto te laten preconditioneren voordat deze wordt gebruikt, of de auto nu in een garage staat of niet. Idealiter zou dit moeten gebeuren via AC-laden, wat over het algemeen efficiënter is dan DC-laden omdat er minder vermogensverlies is vanwege het lagere stroomverbruik. Opladen met wisselstroom is ook beter voor de accu omdat het deze dan minder zwaar wordt belast.”

Wat gebeurt er met een koude accu bij een snellaadstation?
Woltmann: “De software van de auto herkent wanneer de auto wordt opgeladen aan een DC-snellaadstation. Met de actieve voorverwarming van de accu kunnen we de oplaadtijd bij lage temperaturen aanzienlijk verkorten.”

Welk aanvullend winteradvies kun je geven?
Anzenberger: “Maak goed gebruik van de slimme boordcomputer van de auto, met de actieradiusmonitor en actieradiusvoorspelling waarmee je direct kunt zien hoeveel actieradius is te winnen als bijvoorbeeld de binnentemperatuur wordt verlaagd. Het bereik kan vergroot worden met de Range Mode. Dit beperkt de comfortfuncties, het aandrijfvermogen en de maximale snelheid enigszins, maar levert wél extra bereik op.“