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

Ne aflăm la Salonul Aeronautic de la Bourget, pe 18 iunie 2023, cu ocazia primei prezentări în fața presei a noului Renault Rafale E-Tech de 200 ch. Luca de Meo, CEO al Renault Group, dezvăluie noul model emblematic 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 mari 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 300ch.

Misiunea modelului Renault Rafale este clară: acesta ilustrează ambiția declarată a lui Luca de Meo de a poziționa produsele în segmentele superioare ale pieței, punând în evidențăexcelența tehnologică. Pentru a demonstra acest lucru, Luca de Meo menționează o valoare 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 culmea realizărilor tehnice și tehnologice! 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 frumoase provocări.

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 ch.

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 ch 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 sistem 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 masei. În cadrul proiectului „super hibrid”, amplasarea unui motor electric în spate oferă două avantaje majore: păstrarea arhitecturii modelului E-Tech de 200 ch 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. Specificațiile tehnice erau, așadar, stabilite. Viitorul model Rafale de 300 ch 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 specializați în performanță și calibrare. „În ceea ce privește reglajul motorului, cele două dificultăți principale cu care ne-am confruntat au fost, pe de o parte, gestionarea constrângerilor de cuplu între trenurile de rulare și, pe de altă parte, obținerea unei transmisii 4x4 eficiente cu motoarele din față și din 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 unitățile electronice de control. „Pentru configurarea software a unității de control a motorului, am dezvoltat algoritmi de gestionare a energiei foarte complexi, bazate pe triada 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, sistemul de tracțiune integrală este gata să acționeze în permanență, având în vedere 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 față este preferată până la 70 km/h, iar tracțiunea spate 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), caracteristicile drumului (pante, viteze), dar și masa vehiculului (masa 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, similare celor 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 optim. Și toate acestea într-un mod 100% transparent pentru client! „Am reușit să obținem o tracțiune excelentă combinată cu o eficiență ridicată ” , se bucură Corentin Kerouredan.

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

Transformarea unui grup motopropulsor „full hybrid” într-unul „plug-in hybrid”, adică dotat cu o baterie reîncărcabilă, nu se rezumă la „adăugarea” unei prize. Bateria motorizării E-Tech 4x4 de 300 ch nu este doar de 10 ori mai puternică decât cea a modelului E-Tech de 200 ch (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, precum și frecvența încărcărilor și descărcărilor.

„ Pentru a oferi în permanență 300 de cai putere la volanul modelului Rafale, am pus la punct o baterie de 22 kWh concepută pentru putere, cu o compoziție chimică NMC (nichel-mangan-cobalt). Împreună cu colegii mei responsabili de grupul motopropulsor, a trebuit să găsim soluții de compromis pentru ca, la volan, performanțele să se îmbine cu un comportament omogen, o autonomie bună și o fiabilitate ridicată ” , explică Octavie Okamba-Diogo, pilot de sinteză în domeniul bateriilor.

Pentru o funcționare optimă a bateriei, temperatura ideală este de 25 °C. Având în vedere dimensiunile considerabile ale bateriei și necesarul de putere, gestionarea termică a celulelor a reprezentat o provocare majoră. Pentru a obține o creștere eficientă, rapidă și inegală a temperaturii, a fost necesară proiectarea unei folii 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 ch 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 concentra pe plăcerea de a conduce. Acesta are la dispoziție trei meniuri pentru a-și personaliza experiența la volan: Multi-Sense, E-Save și noul „Contrôle de l’agilité”.

Pe ecranul multimedia, șoferul poate personaliza senzațiile de conducere 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 mai bună 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 de cai 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 ale sistemului 4Control Advanced, ale regulilor de amortizare și ale sistemului 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 izolare) și Sport (care privilegiază stabilitatea direcțională 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 ch Atelier Alpine într-o configurație ideală”, precizează Romain Saulnier, arhitect de sinteză a performanței.

Renault Rafale E-Tech 4x4 300 ch 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 ch a îndeplinit așadar 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 ch, ne-am propus să ajungem pe Lună, dar am ajuns pe Marte”, concluzionează Nicolas Fremau.