E-TECH 4×4 300 cv: os desafios de um E-Tech “super híbrido” de alta costura

Estamos no Salão de Le Bourget, em 18 de junho de 2023, durante a primeira apresentação à imprensa do novo Renault Rafale E-Tech de 200 cv. Luca de Meo, CEO do Renault Group, revela o novo carro-chefe da marca com estas palavras:

«Com o Rafale, estamos reconectando a Renault a um de seus antigos sonhos: mostrar que a marca também é capaz de ganhar altitude e até mesmo dar uma volta nas alturas do mercado.» Luca de Meo

Essa enigmática “volta de pista” se concretizaria em novembro de 2024 com os testes para a imprensa da versão de “alto desempenho” do Rafale, batizada de E-Tech 4x4 300 cv.

A vocação do Renault Rafale é clara: ele ilustra a ambição declarada de Luca de Meo de posicionar os produtos nos segmentos superiores do mercado, afirmandoa excelência tecnológica. Para demonstrar isso, Luca de Meo menciona um número simbólico que deve ser alcançado: 300 cavalos. Essa é a potência do futuro motor projetado especificamente para a versão exclusiva e de alto desempenho do Renault Rafale.

Para os engenheiros, era evidente que essa versão de alto desempenho do Rafale deveria ser equipada com o que há de mais avançado em termos técnicos e tecnológicos do sistema E-TECH! Cada um especialista em sua área, Nicolas Fremau, Alexandre Herrero, Corentin Kerouredan, Octavie Okamba-Diogo e Romain Saulnier se mobilizaram para enfrentar esse grande desafio.

Desafio nº 1: gerenciar os fluxos de energia e a transmissão 4x4

Os engenheiros de motores do Technocentre nunca fazem as coisas pela metade, mas, para projetar o futuro “super híbrido” de 300 cavalos, partiram de uma excelente base: o E-Tech de 200 cv.

Quanto às modificações a serem realizadas, Nicolas Fremau, especialista em sistemas de propulsão híbridos e criador da tecnologia E-Tech, contribui para traçar o panorama inicial:

«O motor a gasolina de 3 cilindros e 1,2 litros da motorização E-Tech de 200 cv apresenta uma eficiência máxima de até 43 %. Para obter mais 100 cavalos, nossa única solução é combiná-lo com um novo turbocompressor maior e adicionar um motor elétrico extra ao trem de força. Para alimentar este último e obter uma autonomia 100% elétrica que cubra as necessidades do dia a dia, é necessário instalar uma bateria mais potente e transformar o trem de força em um híbrido plug-in.”

Graças à sua modularidade, a plataforma CMF-CD de última geração do Renault Rafale permite a instalação de um motor elétrico na traseira, bem como a adição de uma bateria recarregável de 22 kWh sob o assoalho. Essa configuração é, além disso, ideal para a distribuição do peso. No âmbito do projeto “super híbrido”, a instalação de um motor elétrico na traseira oferece duas grandes vantagens: manter a arquitetura do E-Tech de 200 cv sob o capô dianteiro e proporcionar tração nas quatro rodas ao conectá-lo às rodas traseiras. Ora, essa característica técnica é muito apreciada pelos clientes no segmento de SUVs de luxo. A ficha técnica estava, portanto, definida. O futuro Rafale de 300 cv será híbrido recarregável e 4x4.

Além da escolha dos componentes mecânicos, é preciso garantir que eles funcionem perfeitamente em conjunto. Essa é a área de especialização de nossos engenheiros de desempenho e calibração. “Para o ajuste do motor, nossas duas principais dificuldades foram, por um lado, gerenciar as restrições de torque entre os eixos e, por outro, obter uma transmissão 4x4 eficiente com motores dianteiro e traseiro não conectados mecanicamente ”, explica Alexandre Herrero.

Como explica o Episódio 3 sobre a gestão de energia no coração do sistema E-Tech, a inteligência de gestão provém dos controladores eletrônicos. “Para a configuração do software do controlador do motor, desenvolvemos algoritmos de gestão de energia muito complexos com base na tríade velocidade/torque/nível de carga da bateria. Cada parâmetro precisava garantir uma experiência dinâmica e fluida em todas as condições ” , esclarece ele.

Alexandre Herrero e Corentin Kerouredan aproveitaram ao máximo a incrível versatilidade proporcionada pelo controle eletrônico dos motores e da transmissão. Assim, no que diz respeito à tração, as quatro rodas motrizes estão sempre prontas para entrar em ação, sabendo-se que a distribuição do torque pode variar instantaneamente de 100% nas rodas dianteiras (tração dianteira) a 100% nas rodas traseiras (tração traseira), de acordo com os parâmetros selecionados pelo motorista, o tipo de condução e as condições de rodagem (em geral, a tração é privilegiada até 70 km/h, e a propulsão acima dessa velocidade).

Do ponto de vista mecânico, a desativação a qualquer momento de um dos motores (modo híbrido ou condução totalmente elétrica) permite otimizar constantemente o consumo. “As funções de software estimam a necessidade de potência e energia do veículo com base em uma série de variáveis, como o nível de carga da bateria, o perfil de condução (velocidade e aceleração), as condições da estrada (inclinações, velocidades), mas também a massa do veículo (massa total rebocável de 4 toneladas). A magia do sistema E-Tech está em encontrar constantemente, por um lado, o melhor equilíbrio entre o desempenho de tração, semelhante ao de um 4x4, e, por outro, o ponto de rendimento máximo de todas as fontes de energia. Assim, o uso do motor térmico é maximizado na faixa de operação próxima ao seu ponto de melhor rendimento. E tudo isso de forma 100% transparente para o cliente! “ Conseguimos obter uma excelente tração combinada com grande eficiência”, comemora Corentin Kerouredan.

Desafio nº 2: criar um motor híbrido recarregável inédito

Transformar um sistema de propulsão “full hybrid” em um “plug-in hybrid”, ou seja, com uma bateria recarregável, não se resume a “acrescentar” uma tomada. A bateria do motor E-Tech 4x4 de 300 cv não só é 10 vezes mais potente do que a do E-Tech de 200 cv (22 kWh contra 2 kWh), como também sua composição química é fundamentalmente diferente. De fato, a composição e a arquitetura de uma bateria são definidas de acordo com vários critérios, nomeadamente a autonomia, a necessidade de potência e a frequência de cargas e descargas.

«Para garantir sempre 300 cavalos ao volante do Rafale, desenvolvemos uma bateria de 22 kWh voltada para a potência, com composição química NMC (níquel-manganês-cobalto). “Juntamente com meus colegas responsáveis pelo trem de força, tivemos que encontrar equilíbrios para que, ao volante, o desempenho fosse aliado a um comportamento homogêneo, boa autonomia e grande confiabilidade”, detalha Octavie Okamba-Diogo, Piloto de Síntese da Área de Baterias.

Para um funcionamento ideal da bateria, a temperatura ideal é de 25 °C. Considerando o tamanho considerável da bateria e a demanda de potência, o gerenciamento térmico das células representou um grande desafio. Para obter um aumento de temperatura eficaz, rápido e heterogêneo, foi necessário projetar uma manta aquecedora de alumínio. Esta manta garante um aquecimento de até +2 °C/min por meio de uma resistência elétrica. “Sem essa inovação, o aumento da temperatura da bateria seria dez vezes mais lento, limitando ainda mais o desempenho ”, explica Octavie Okamba-Diogo.

Desafio n.º 3: gerenciar a complexidade mecânica e de software

Tendo em conta a variedade de tecnologias ajustáveis disponíveis no Renault Rafale E-Tech 4x4 de 300 cv na versão Atelier Alpine (4 motores, tração nas quatro rodas, direção nas quatro rodas, frenagem regenerativa e suspensão controlada), o desafio dos engenheiros, e em especial de Romain Saulnier, foi simplificar o uso para que o motorista pudesse se dedicar ao prazer de dirigir. Este último dispõe de três menus para personalizar sua experiência ao volante: Multi-Sense, E-Save e o inédito Controle de Agilidade.

Na tela multimídia, o motorista pode personalizar as sensações de direção por meio do Multi-Sense, com quatro modos: Eco, Conforto, Esporte e Neve. As diferentes configurações de esforço da direção, reatividade do motor e agilidade do chassi proporcionam diversas experiências, seja em uma condução dinâmica no modo Esporte ou quando é necessária maior tração em superfícies de baixa aderência no modo Neve.

O botão EV Mode localizado no apoio de braço central permite acessar três modos de condução: Híbrido (padrão), Elétrico (condução 100% elétrica para uma potência de até 160 cavalos e velocidade máxima de 135 km/h) e E-Save (preservação de uma carga da bateria acima de 25% graças ao funcionamento do motor a combustão como gerador).

Disponível exclusivamente na versão Atelier Alpine, o menu “Dinâmica do chassi” do sistema multimídia oferece ao motorista configurações otimizadas do sistema 4Control Advanced, dos parâmetros de amortecimento e do ESP, de acordo com as três opções a seguir: Conforto (ideal para trajetos diários, especialmente na cidade), Dinâmico (para um equilíbrio entre agilidade e um bom nível de filtragem) e Esporte (priorizando a estabilidade e o prazer de dirigir).

“Através de três modos de condução facilmente selecionáveis e todos otimizados pela Alpine Cars, o motorista tem a garantia de dirigir o Rafale E-Tech 4x4 300 cv Atelier Alpine na configuração ideal ”, explica Romain Saulnier, arquiteto de desempenho.

Renault Rafale E-Tech 4x4 300 cv oferece o melhor dos dois mundos: elétrico e híbrido recarregável. No dia a dia, ele funciona, quando necessário, como um carro 100% elétrico, com autonomia de até 105 quilômetros (ciclo EV WLTP). Uma autonomia que incentiva a recarga regular na tomada. Em viagens longas, seu consumo está entre os melhores do mercado (0,5 l/100 km com bateria cheia e 5,8 l/100 km com bateria descarregada na versão Esprit Alpine, valores WLTP), permitindo percorrer até 1.000 km com um único tanque. No modo Sport, seu comportamento dinâmico é extremamente eficaz, com aceleração de 80 a 120 km/h em 4 segundos, o melhor nível no segmento de SUVs, incluindo os premium.

Sob o capô do Renault Rafale, o motor E-Tech 4x4 de 300 cv correspondeu às expectativas: ele eleva ainda mais o nível de excelência do sistema E-Tech em termos de dinamismo, esportividade e eficiência.

«Com a motorização E-Tech 4x4 de 300 cv, apontamos para a Lua, mas acabamos indo para Marte», conclui Nicolas Fremau.