Audi A2 e-tron: W ten sposób działają funkcje V2L i V2H dzięki nowemu OCDC 2.0

To, że Audi A2 e-tron obsługuje ładowanie dwukierunkowe, było znane już od chwili jego prezentacji we wrześniu. Teraz producent wyjaśnia szczegóły techniczne. Chodzi tu o zmiany w ładowarce pokładowej oraz o dwie technologie: Vehicle-to-Load (V2L, zasilanie urządzeń zewnętrznych) i Vehicle-to-Home (V2H, wykorzystanie energii z akumulatora w domu).

Audi A2 e-tron posiada w zależności od wersji baterię LFP o pojemności 50 lub 58 kWh netto, albo baterię NMC o pojemności 79 kWh. Przy projektowaniu baterii Audi zwróciło uwagę nie tylko na krótkoterminowy szczyt mocy, ale przede wszystkim na powtarzalną i łatwą w użyciu krzywą ładowania. W tym celu system OCDC został rozwinięty do wersji OCDC 2.0. OCDC to ładowarka pokładowa (OBC) z zintegrowanym konwerterem DC/DC. Podczas gdy ładowarka pokładowa przekształca prąd przemienny z sieci elektrycznej na prąd stały dla baterii, konwerter DC/DC przekształca 400 voltów z baterii na 12 voltów potrzebne do oświetlenia, układów sterujących, systemu multimedialnego oraz akumulatora rozruchowego.

V2L: Prąd stały z baterii trakcyjnej jest przekształcany w prąd przemienny w OCDC 2.0

Zdjęcie: Audi

Najważniejszą zmianą w OCDC jest to, że ładowarka pokładowa teraz obsługuje ładowanie dwukierunkowe. W przypadku V2L prąd stały z baterii musi zostać przekształcony w prąd przemienny, który chcemy użyć do naszego tostera lub roweru elektrycznego. Oznacza to, że ładowarka może służyć nie tylko jako prostownik, ale także jako konwerter. Do tego potrzebne są więcej MOSFETów (tranzystorów efektu pola typu metal-oksyd-półprzewodnik) oraz dostosowane zarządzanie wyjściem prądu przemiennego.

Zarządzanie zasilaniem najpierw sprawdza, czy podłączony odbiornik może być zaopatrywany w energię oraz czy połączenie jest stabilne zarówno mechanicznie, jak i elektrycznie. Następnie zapewnia wytwarzanie czystej napięcia przemiennego o stałych 230 woltach i 50 hercach – nawet w przypadku zmian obciążenia, np. gdy podłączona lodówka nagle się uruchomi. Ponadto monitoruje i ogranicza maksymalną moc.

Adapter V2L w gnieździe ładowania A2 e-tron

Zdjęcie: Audi

W modelu Audi A2 e-tron dostępne są 3,6 kW przy złączu zewnętrznym (przez adapter) oraz 2,3 kW za pośrednictwem opcjonalnej gniazdka w bagażniku. 3,6 kW odpowiada mniej więcej gniazdku domowemu zabezpieczonemu na 16 amperów (16 A × 230 V = 3.680 W). Dzięki temu można uruchomić prawie wszystkie powszechne urządzenia zasilane napięciem 230 V. Gdy podłączone jest kilka urządzeń, całkowita moc nie może przekroczyć 3,6 kW. 2,3 kW w bagażniku wystarcza na laptopy lub chłodnice, natomiast przy suszarkach do włosów i grzejnikach może być to niewystarczające.

V2H: Prąd stały z baterii jest pobierany bez konwersji i na zewnątrz przekształcany na prąd przemienny

Zdjęcie: Audi

W przypadku V2H istnieją systemy, w których prąd stały z baterii jest przekształcany za pomocą wbudowanego ładowarki pokładowej w prąd przemienny do sieci domowej, oraz takie z zewnętrznym konwerterem. W modelu A2 e-tron używany jest zewnętrzny konwerter w dwukierunkowej ładowarce DC, tzw. BiDi-Charger. Zaleta: możliwa jest większa moc niż 3,6 kW uzyskiwana z ładowarki pokładowej.

Audi na swojej stronie internetowej poleca dwukierunkową stację ładowania typu DC o mocy 11 kW od Moon Power. Dzięki niej można efektywniej wykorzystywać nawet samodzielnie wytwarzaną energię słoneczną do ładowania samochodu elektrycznego. Prąd stały z instalacji PV jest przekazywany bezpośrednio do samochodu przez stację ładowania typu DC, bez konieczności jego przekształcania. Jednak dwukierunkowe stacje ładowania typu DC są znacznie droższe. Ile kosztuje dwukierunkowa stacja ładowania BiDi od Moon, producent podaje tylko na żądanie, ale należy się spodziewać ceny około 4.500 euro za sprzęt.

Wymiana energii pomiędzy pojazdem a domem jest możliwa tylko przy poziomie naładowania od 20 do 80 procent. Poniżej 20 procent pojazd jest ładowany wyłącznie, a powyżej 80 procent – wyłącznie rozładowywany.

Zmodyfikowano również system zarządzania baterią, z czego korzystają przede wszystkim nowe baterie LFP. Komórki LFP są bowiem znane z bardziej płaskiej krzywej napięcia w obwodzie otwartym (krzywa OCV). Oznacza to, że napięcie komórek nie spada tu liniowo wraz z poziomem naładowania. Utrudnia to obliczanie poziomu naładowania (State of Charge), a także stopnia zużycia (State of Health).

Audi używa teraz dostosowanego algorytmu do tych obliczeń. Uzyskane informacje są wykorzystywane do określania zasięgu, zachowania podczas ładowania oraz strategii pracy pojazdu. Oznacza to między innymi, że pokazywany pozostały zasięg jest bardziej realistyczny.

Więcej o Audi A2 e-tron:

Podsumowując

Audi wprowadza ładowanie dwukierunkowe. Q4 e-tron obsługuje je od lata, a A2 e-tron od chwili wejścia na rynek. Do tego służy dwukierunkowy ładowarka pokładowa, która może dostarczać do 3,6 kW prądu przemiennego do zewnętrznych urządzeń. Alternatywnie samochód może oddawać do 11 kW prądu stałego do sieci domowej. Aby móc korzystać z V2H, potrzebna jest jednak stosunkowo droga dwukierunkowa ładowarka ścianowa prądu stałego. Ta opcja V2H ma przewagę przede wszystkim wtedy, gdy na dachu znajduje się instalacja fotowoltaiczna.