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

Estamos no Salão de Le Bourget, a 18 de junho de 2023, por ocasião da 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 a reconectar a Renault com um dos seus velhos sonhos: demonstrar que a marca também é capaz de ganhar altitude e até mesmo de dar uma volta pelas cimas do mercado.» Luca de Meo

Esta enigmática «volta de pista» concretizar-se-ia em novembro de 2024 com os testes para a imprensa da versão «de alta performance» do Rafale, batizada de E-Tech 4x4 300 cv.

A vocação do Renault Rafale é clara: ilustra a ambição declarada de Luca de Meo de posicionar os produtos nos segmentos superiores do mercado, afirmandoa excelência tecnológica. Para demonstrar esta última, Luca de Meo refere um valor simbólico que é necessário atingir: 300 cavalos. A potência da futura motorização concebida especificamente para a versão exclusiva e de alto desempenho do Renault Rafale.

Para os engenheiros, era evidente que esta versão de alto desempenho do Rafale tinha de ser equipada com o que há de mais avançado em termos técnicos e tecnológicos do sistema E-TECH! Cada um especialista na sua área, Nicolas Fremau, Alexandre Herrero, Corentin Kerouredan, Octavie Okamba-Diogo e Romain Saulnier uniram esforços para enfrentar este belo desafio.

Desafio n.º 1: gerir os fluxos de energia e uma transmissão 4x4

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

No que diz respeito às alterações a realizar, 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, a nossa única solução é combiná-lo com um novo turbocompressor maior e adicionar um motor elétrico suplementar ao sistema de propulsão. 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 sistema de propulsão num 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 piso. Esta 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 uma transmissão de tração às quatro rodas ao ligá-lo às rodas traseiras. Ora, esta característica técnica é muito apreciada pelos clientes no segmento dos SUV de gama alta. A ficha técnica estava, portanto, definida. O futuro Rafale de 300 cv será um híbrido recarregável e 4x4.

Para além da escolha dos componentes mecânicos, é necessário garantir que estes funcionem em perfeita sintonia entre si. Esta é a área de especialização dos nossos técnicos de desempenho e calibração. «Para o ajuste do motor, as nossas duas principais dificuldades foram, por um lado, gerir as restrições de binário entre os eixos e, por outro, obter uma transmissão 4x4 eficaz com motores dianteiro e traseiro não ligados mecanicamente », explica, em primeiro lugar, Alexandre Herrero.

Como explica o Episódio 3 sobre a gestão de energia no cerne do sistema E-Tech, a inteligência de gestão provém das unidades de controlo eletrónicas. «Para a configuração do software da unidade de controlo do motor, desenvolvemos algoritmos de gestão de energia muito complexos com base na tríade velocidade / binário / nível de carga da bateria. Cada parâmetro tinha de garantir uma experiência dinâmica fluida em todas as condições», esclarece .

Alexandre Herrero e Corentin Kerouredan tiraram o máximo partido da incrível versatilidade proporcionada pela gestão eletrónica dos motores e da transmissão. Assim, no que diz respeito à tração, as quatro rodas motrizes estão sempre prontas a entrar em ação, sabendo-se que a distribuição do binário pode variar instantaneamente de 100 % nas rodas dianteiras (tração dianteira) para 100 % nas rodas traseiras (tração traseira), de acordo com os parâmetros selecionados pelo condutor, o tipo de condução e as condições de condução (em geral, a tração é privilegiada até aos 70 km/h, 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 irão estimar a necessidade de potência e energia do veículo com base numa série de variáveis, tais como o estado de carga da bateria, o perfil de condução (velocidade e aceleração), as características da estrada (inclinações, velocidades), mas também a massa do veículo (massa total rebocável de 4 toneladas). A magia do sistema E-Tech reside em encontrar constantemente, por um lado, o melhor compromisso 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, a utilização do motor térmico é maximizada na zona de funcionamento em torno do seu ponto de melhor rendimento. E tudo isto de forma 100% transparente para o cliente! « Conseguimos obter uma excelente tração combinada com uma grande eficiência», congratula-se Corentin Kerouredan.

Desafio n.º 2: criar um motor híbrido recarregável inédito

Transformar um sistema de propulsão «full hybrid» num «plug-in hybrid», ou seja, com uma bateria recarregável, não se resume a «acrescentar» uma tomada. A bateria da motorização 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 a sua composição química é também fundamentalmente diferente. Com efeito, a composição e a arquitetura de uma bateria são definidas de acordo com múltiplos critérios, nomeadamente a autonomia, a necessidade de potência e a frequência de cargas e descargas.

«Para garantir uma potência constante de 300 cavalos ao volante do Rafale, desenvolvemos uma bateria de 22 kWh orientada para a potência, com uma composição química NMC (níquel-manganês-cobalto). Juntamente com os meus colegas responsáveis pelo sistema de propulsão, tivemos de encontrar compromissos para que, ao volante, o desempenho fosse acompanhado por um comportamento homogéneo, uma boa autonomia e grande fiabilidade», explica Octavie Okamba-Diogo, Piloto de Síntese Técnica de Baterias.

Para um funcionamento ideal da bateria, a temperatura ideal é de 25 °C. Tendo em conta o tamanho considerável da bateria e a potência necessária, a gestão térmica das células constituiu um grande desafio. Para obter um aumento de temperatura eficaz, rápido e heterogéneo, foi necessário conceber uma manta aquecedora em alumínio. Esta manta assegura um aquecimento de +2 °C/min através de uma resistência elétrica. «Sem esta inovação, o aumento da temperatura da bateria seria dez vezes mais lento, limitando ainda mais o desempenho », esclarece Octavie Okamba-Diogo.

Desafio n.º 3: gerir 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 às 4 rodas, direção nas 4 rodas, travagem regenerativa e suspensão controlada), o desafio dos engenheiros, e em particular de Romain Saulnier, consistiu em simplificar a utilização para que o condutor se possa dedicar ao prazer de conduzir. Este último dispõe de três menus para personalizar a sua experiência ao volante: Multi-Sense, E-Save e o inédito Controlo de Agilidade.

No ecrã multimédia, o condutor pode personalizar as sensações de condução através do sistema Multi-Sense, que oferece quatro modos: Eco, Conforto, Desportivo e Neve. As diferentes configurações de esforço da direção, reatividade do motor e agilidade do chassis proporcionam diversas experiências, quer se trate de uma condução dinâmica no modo Desportivo ou de uma condução que exija maior tração em piso com pouca aderência no modo Neve.

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

Disponível apenas na versão Alpine, o menu «Dinâmica do chassis» do sistema multimédia oferece ao condutor parâmetros otimizados do sistema 4Control Advanced, bem como configurações de amortecimento e do ESP, de acordo com as três opções seguintes: Conforto (ideal para as viagens do dia-a-dia, nomeadamente na cidade), Dinâmico (para um equilíbrio entre agilidade e um bom nível de filtragem) e Desportivo (privilegiando a estabilidade e o prazer de condução).

«Através de três modos de condução facilmente selecionáveis e todos otimizados pela Alpine Cars, o condutor tem a garantia de conduzir o Rafale E-Tech 4x4 300 cv Atelier Alpine numa configuração ideal», explica Romain Saulnier, Arquiteto de Sintaxe de Desempenho.

Renault Rafale E-Tech 4x4 de 300 cv oferece o melhor dos dois mundos: elétrico e híbrido recarregável. No dia a dia, funciona conforme a necessidade como um carro 100 % elétrico, com uma autonomia de até 105 quilómetros (ciclo EV WLTP). Uma autonomia que incentiva a recarga regular na tomada. Em viagens longas, o seu consumo situa-se ao melhor nível do mercado (0,5 l/100 km com a bateria cheia e 5,8 l/100 km com a bateria descarregada na versão Esprit Alpine, valores WLTP), permitindo percorrer até 1 000 km com um único depósito. No modo Sport, o seu comportamento dinâmico é extremamente eficaz, com acelerações de 80 a 120 km/h em 4 segundos, o melhor nível no segmento dos SUV, incluindo os de gama alta.

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

«Com a motorização E-Tech 4x4 de 300 cv, apontámos para a Lua e acabámos por chegar a Marte », conclui Nicolas Fremau.