E-TECH 4×4 300 CP: provocările unui E-Tech „super hibrid” de înaltă clasă

Ne aflăm la Salonul Aeronautic de la Le Bourget, pe 18 iunie 2023, cu ocazia primei prezentări în fața presei a noului Renault Rafale E-Tech de 200 CP. Luca de Meo, CEO al Renault Group, dezvăluie noul model de referință al mărcii cu următoarele cuvinte:

„Cu Rafale, Renault se reîntoarce la unul dintre visurile sale de odinioară, acela de a demonstra că marca este capabilă să se ridice la înălțimi noi și chiar să facă un tur de pistă printre vârfurile pieței.” Luca de Meo

Această „tură de pistă” enigmatică urma să se concretizeze în noiembrie 2024, odată cu testele pentru presă ale versiunii „de înaltă performanță” a modelului Rafale, denumită E-Tech 4x4 300 CP.

Vocația modelului Renault Rafale este clară: acesta ilustrează ambiția declarată a lui Luca de Meo de a poziționa produsele în segmentele superioare ale pieței, afirmândexcelența tehnologică. Pentru a demonstra acest lucru, Luca de Meo menționează o cifră simbolică care trebuie atinsă: 300 de cai putere. Aceasta este puterea viitorului motor conceput special pentru versiunea exclusivă și de înaltă performanță a modelului Renault Rafale.

Pentru ingineri, era evident că această versiune de înaltă performanță a avionului Rafale trebuia să fie echipată cu sistemul E-TECH, care reprezintă apogeul tehnic și tehnologic! Fiecare expert în domeniul său, Nicolas Fremau, Alexandre Herrero, Corentin Kerouredan, Octavie Okamba-Diogo și Romain Saulnier s-au mobilizat pentru a face față acestei provocări extraordinare.

Provocarea nr. 1: gestionarea fluxurilor de energie și a transmisiei 4x4

Inginerii specializați în motoare de la Technocentre nu fac niciodată lucrurile pe jumătate, dar pentru a proiecta viitorul „super-hibrid” de 300 de cai putere, au pornit de la o bază excelentă: modelul E-Tech de 200 CP.

În ceea ce privește modificările care trebuie efectuate, Nicolas Fremau, expert în sisteme de propulsie hibride și inițiatorul tehnologiei E-Tech, contribuie la stabilirea situației inițiale:

„Motorul termic pe benzină cu 3 cilindri și 1,2 litri din gama E-Tech de 200 CP atinge un randament maxim de până la 43 %. Pentru a obține 100 de cai putere în plus, singura noastră soluție este să-l combinăm cu un nou turbocompresor mai mare și să adăugăm la grupul motopropulsor un motor electric suplimentar. Pentru a alimenta acest din urmă motor și a obține o autonomie 100% electrică care să acopere nevoile zilnice, este necesar să se instaleze o baterie mai puternică și să se transforme grupul motopropulsor într-un hibrid plug-in.”

Datorită modularității sale, platforma CMF-CD de ultimă generație a modelului Renault Rafale permite montarea unui motor electric în spate, precum și adăugarea unei baterii reîncărcabile de 22 kWh sub podea. Această configurație este, de altfel, optimă pentru distribuția greutății. În cadrul proiectului „super hybrid”, amplasarea unui motor electric în spate oferă două avantaje majore: păstrarea arhitecturii E-Tech de 200 CP sub capota din față și asigurarea unei transmisii cu tracțiune integrală prin conectarea acestuia la roțile din spate. Această caracteristică tehnică este foarte apreciată de clienții din segmentul SUV-urilor de lux. Fișa tehnică a fost astfel stabilită. Viitorul Rafale de 300 CP va fi un hibrid reîncărcabil și 4x4.

Pe lângă alegerea componentelor mecanice, este necesar ca acestea să funcționeze perfect împreună. Acesta este domeniul de expertiză al inginerilor noștri de performanță și calibrare. „Pentru reglarea motorului, cele două dificultăți principale au fost, pe de o parte, gestionarea constrângerilor de cuplu între trenuri și, pe de altă parte, obținerea unei transmisii 4x4 eficiente cu motoare față și spate neconectate mecanic ” , explică mai întâi Alexandre Herrero.

Așa cum se explică în Episodul 3 despre gestionarea energiei, element central al sistemului E-Tech, inteligența de gestionare provine de la calculatoarele electronice . „Pentru configurarea software a calculatorului motorului, am dezvoltat algoritmi de gestionare a energiei extrem de complexi, pe baza triadei viteză / cuplu / nivel de încărcare a bateriei. Fiecare parametru trebuia să asigure o experiență dinamică fluidă în orice condiții ” , precizează el .

Alexandre Herrero și Corentin Kerouredan au exploatat la maximum incredibila versatilitate oferită de sistemul software de gestionare a motoarelor și a transmisiei. Astfel, în ceea ce privește tracțiunea, cele 4 roți motrice sunt gata să acționeze în permanență, știind că distribuția cuplului poate varia instantaneu de la 100% la roțile din față (tracțiune față) la 100% la roțile din spate (tracțiune spate), în funcție de parametrii selectați de șofer, de stilul de conducere și de condițiile de rulare (în general, tracțiunea este preferată până la 70 km/h, iar propulsia peste această viteză).

Din punct de vedere mecanic, deconectarea în orice moment a unuia dintre motoare (modul hibrid sau rulare exclusiv electrică) permite optimizarea permanentă a consumului. „Funcțiile software vor estima necesarul de putere și energie al vehiculului în funcție de o multitudine de variabile, precum starea de încărcare a bateriei, profilul de conducere (viteză și accelerație), al drumului (pante, viteze), dar și masa vehiculului (masă totală remorcabilă de 4 tone). Magia sistemului E-Tech constă în găsirea permanentă, pe de o parte, a celui mai bun compromis între performanțele de tracțiune, cele ale unui 4x4, și, pe de altă parte, a punctului de randament maxim al tuturor surselor de energie. Astfel, utilizarea motorului termic este maximizată în zona de funcționare din jurul punctului său de randament maxim. Și toate acestea într-un mod 100% transparent pentru client! „Am reușit să obținem o tracțiune excelentă combinată cu o eficiență ridicată ” , se felicită Corentin Kerouredan.

Provocarea nr. 2: crearea unui motor hibrid reîncărcabil cu caracteristici inovatoare

Transformarea unui sistem de propulsie „full hybrid” într-unul „plug-in hybrid”, adică cu o baterie reîncărcabilă, nu se rezumă la simpla „adăugare” a unei prize. Bateria motorizării E-Tech 4x4 de 300 CP nu este doar de 10 ori mai puternică decât cea a modelului E-Tech de 200 CP (22 kWh față de 2 kWh), ci și compoziția sa chimică este fundamental diferită. Într-adevăr, compoziția și arhitectura unei baterii sunt definite în funcție de multiple criterii, în special autonomia, necesarul de putere, frecvența încărcărilor și descărcărilor.

„ Pentru a oferi în permanență 300 de cai putere la volanul modelului Rafale, am dezvoltat o baterie de 22 kWh orientată spre performanță, cu o compoziție chimică NMC (nichel-mangan-cobalt). Împreună cu colegii mei responsabili de grupul motopropulsor, a trebuit să găsim compromisuri pentru ca, la volan, performanțele să rimeze cu un comportament omogen, o autonomie bună și o fiabilitate ridicată ” , explică Octavie Okamba-Diogo, Pilot de sinteză tehnică pentru baterii.

Pentru o funcționare optimă a bateriei, temperatura ideală este de 25 °C. Având în vedere dimensiunile considerabile ale bateriei și necesarul de energie, gestionarea termică a celulelor a reprezentat o provocare majoră. Obținerea unei creșteri eficiente, rapide și eterogene a temperaturii a necesitat proiectarea unei plăci de încălzire din aluminiu. Aceasta asigură o încălzire de până la +2 °C/min prin intermediul unei rezistențe electrice. „Fără această inovație, creșterea temperaturii bateriei ar fi de zece ori mai lentă, limitând și mai mult performanțele”, precizează Octavie Okamba-Diogo.

Provocarea nr. 3: gestionarea complexității mecanice și software

Având în vedere multitudinea de tehnologii reglabile disponibile la modelul Renault Rafale E-Tech 4x4 de 300 CP în versiunea Alpine (4 motoare, tracțiune integrală, 4 roți directoare, frânare regenerativă și suspensie controlată), provocarea inginerilor, în special a lui Romain Saulnier, a fost aceea de a simplifica utilizarea, astfel încât șoferul să se poată dedica plăcerii de a conduce. Acesta din urmă are la dispoziție trei meniuri pentru a-și personaliza experiența la volan: Multi-Sense, E-Save și ineditul Contrôle de l’agilité.

Pe ecranul multimedia, șoferul poate personaliza senzațiile de condus prin intermediul sistemului Multi-Sense, alegând dintre patru moduri: Eco, Confort, Sport și Snow. Diferitele setări ale efortului de direcție, ale reacției motorului și ale agilității șasiului oferă experiențe variate, fie că este vorba de o conducere dinamică în modul Sport, fie de o conducere care necesită o aderență sporită pe suprafețe cu aderență redusă, în modul Snow.

Butonul „EV Mode ” situat pe cotiera centrală permite accesul la trei moduri de conducere: Hibrid (implicit), Electric (conducere exclusiv electrică, cu o putere de până la 160 CP și o viteză maximă de 135 km/h) și E-Save (menținerea nivelului de încărcare a bateriei peste 25 % prin utilizarea motorului termic ca generator).

Disponibil exclusiv cu finisajul Alpine, meniul „Dinamică șasiu” al sistemului multimedia oferă șoferului setări optimizate pentru sistemul 4Control Advanced, regulile de amortizare și ESP, în funcție de următoarele trei opțiuni: Confort (ideal pentru deplasările zilnice, în special în oraș), Dinamic (pentru un compromis între agilitate și un nivel bun de filtrare) și Sport (care privilegiază stabilitatea și plăcerea de a conduce).

„Prin intermediul a trei moduri de conducere ușor de selectat și toate optimizate de Alpine Cars, șoferul are certitudinea că conduce modelul Rafale E-Tech 4x4 300 CP Atelier Alpine într-o configurație ideală”, precizează Romain Saulnier, arhitect de sinteză a performanțelor.

Renault Rafale E-Tech 4x4 de 300 CP oferă ce e mai bun din ambele lumi: electric și hibrid reîncărcabil. În utilizarea de zi cu zi, funcționează la cerere ca o mașină 100 % electrică, cu o autonomie de până la 105 kilometri (ciclu EV WLTP). O autonomie care încurajează reîncărcarea regulată la priză. Pe distanțe lungi, consumul său se situează la cel mai bun nivel de pe piață (0,5 l/100 km cu bateria încărcată și 5,8 l/100 km cu bateria descărcată în versiunea Esprit Alpine, cifre WLTP), permițând parcurgerea a până la 1.000 km cu un singur plin. În modul Sport, comportamentul său dinamic este extrem de eficient, cu accelerații de la 80 la 120 km/h în 4 secunde, la cel mai înalt nivel din segmentul SUV-urilor, inclusiv al celor premium.

Sub capota modelului Renault Rafale, motorul E-Tech 4x4 de 300 CP a îndeplinit așteptările: acesta ridică și mai mult ștacheta excelenței sistemului E-Tech în ceea ce privește dinamismul, caracterul sportiv și eficiența.

„Cu motorul E-Tech 4x4 de 300 CP, ne-am propus să ajungem pe Lună, dar am ajuns pe Marte”, concluzionează Nicolas Fremau.