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Audi: test all'avanguardia per la gestione termica delle batterie

21.4.2022
Audi: test all'avanguardia per la gestione termica delle batterie

La corretta gestione termica è fondamentale per la salute delle batterie delle auto elettriche. Nel Centro di Sviluppo e Test Audi di Gaimersheim vengono ricreate le condizioni climatiche più impegnative per ottenere il massimo dell’efficienza energetica.

La batteria ad alta tensione è il componente più importante di ogni auto elettrica e per fornire prestazioni  adeguate anche nelle condizioni più estreme deve essere riscaldata o raffreddata, in modo da operare sempre nella gamma di temperature ottimali. Per questo la Audi e-tron ha un sistema di gestione termica molto raffinato, in grado di prevenire cali di prestazioni dovuti al grande caldo oppure al freddo estremo. Tuttavia, nel funzionamento quotidiano, le piccole variazioni di temperatura hanno generalmente un effetto limitato sulle prestazioni del sistema.

Circuiti complessi per la gestione termica

La gestione termica dell'Audi e-tron utilizza diversi circuiti del liquido di raffreddamento e del refrigerante. Vengono attivati ​​secondo necessità per raffreddare o riscaldare l'abitacolo, i motori elettrici o la batteria. Ci sono più di duecento opzioni di interconnessione per ottenere il controllo della temperatura desiderato.

Arrivare a definire queste opzioni attraverso test su veicoli reali comporta un grande utilizzo di risorse in termini di tempo e di costi. L’area prove di Gaimersheim (vicino a Ingolstadt, in Baviera), unica all'interno del Gruppo Volkswagen, è stata realizzata proprio per questo scopo e permette di simulare questi scenari già in una fase molto precoce dello sviluppo del veicolo.

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Simulazioni via software

Questa sala test è operativa dal 2020 e può simulare in modo realistico praticamente tutte le condizioni di guida, semplificando notevolmente la messa a punto dei veicoli elettrici. Può ricreare un'ampia varietà di situazioni che la gestione termica deve affrontare e convalidarne il buon funzionamento. Normalmente il lavoro prevede il test di possibili configurazioni future sulla base di circa 120 varianti di progetto con una media di 100 test su ognuna. Questo richiede la potenza di calcolo di almeno una dozzina di computer ad alte prestazioni, che permettono di verificare in tempo reale il corretto funzionamento del software.

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Auto semi-virtuale

Tutti questi test vengono effettuati con un'auto che potremmo definire semi-virtuale, poiché tutto ciò che è importante per la gestione termica, come la centralina, i circuiti del liquido di raffreddamento e del refrigerante o le prese d'aria dell'impianto di climatizzazione, vengono utilizzati nella loro posizione reale su un cosiddetto "carrello di prova". In altre parole, alcuni componenti reali sostituiscono il veicolo reale, dopodiché vengono creati la giusta temperatura esterna, il livello di umidità e il flusso dell'aria desiderati. Tutte queste condizioni vengono stabilite partendo da percorsi reali, come per esempio utilizzando i dati raccolti durante un viaggio attraverso la Death Valley oppure al Nürburgring.

Caldo estremo: la Death Valley

La Death Valley è una zona che presenta condizioni molto particolari, con temperature esterne anche superiori ai 50 °C e aria molto secca. Ma il banco di prova permette anche di simulare altri valori, come la  pendenza, i raggi di curva, la velocità media in curva, eventuali accelerazioni e frenate. Così si può mettere alla prova la Audi e-tron mentre traina un rimorchio, viaggiando a 60 km/h, utilizzando il flusso d'aria per il raffreddamento e superando pendenze fino al 9%. Durante questa simulazione viene calcolata la variazione della temperatura nel veicolo e vengono effettuate analisi sul funzionamento dei diversi circuiti: dal liquido di raffreddamento alla climatizzazione, senza tralasciare il software dell'unità di controllo.

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Freddo glaciale: le Alpi

Il procedimento per simulare le situazioni fredde è il medesimo. La Strada Alpina del Grossglockner in Austria è un ottimo esempio: qui la neve raggiunge i 10 metri e le temperature sotto lo zero sono la normalità; le condizioni di test del Passo del Bernina in Svizzera sono invece più dinamiche. In totale vengono considerati oltre 50 percorsi con caratteristiche diverse, a cui si aggiungono situazioni straordinarie, come per esempio una temperatura esterna di -20 °C durante un giro veloce al Nürburgring. Dopo aver completato i preparativi del caso, il test viene avviato e procede in modo autonomo giorno e notte - se necessario, anche sette giorni su sette.

Ovviamente si continueranno a effettuare anche i classici test su strada, ma grazie a queste tecnologie si possono mettere alla prova i veicoli quando sono ancora in fasi molto precoci del loro sviluppo. E anche una volta che il veicolo è stato costruito, continua ad essere sottoposto ai test nell’area di prova, poiché qui è possibile eseguire le misurazioni più facilmente e velocemente.

Fonte: AUDI AG

VGI | U.O. Responsabile: VP | Data di creazione: data dell’articolo | Classe 9.1

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