E-Tech plug-in hybrid 4×4 300: de uitdagingen van een ingenieuze super hybrid
Renault benutte al zijn expertise op het gebied van elektrische voertuigen bij de ontwikkeling van deze innovatieve E-Tech plug-in hybrid aandrijflijn. Enthousiaste en gepassioneerde experts op het gebied van engineering, ontwikkeling en besturing hebben zich ingespannen voor de E-Tech plug-in hybrid 4x4 300 aandrijflijn. Die is gebaseerd op de E-Tech full hybrid 200 pk. De ontwikkeling vereiste een aantal ambitieuze aanpassingen. In deze Renault story belichten we de uitdagingen bij het ontwikkelen van deze ingenieuze 'super hybride' aandrijflijn.
De Renault Rafale E-Tech full hybrid 200 werd op 18 juni 2023 aan de pers gepresenteerd tijdens de Paris Air Show. Bij de onthulling van het nieuwe vlaggenschip van Renault zei Luca de Meo, CEO van de Renault Group:
“Rafale is reconnecting Renault with a long-held dream, a dream in which the brand demonstrates its ability to scale new heights, and even target the highest end of the market.”
Deze veelbelovende uitspraak werd werkelijkheid in november 2024 met de persintroductie van de “advanced performance”-versie van de Rafale: de E-Tech plug-in hybrid 4×4 300. De Renault Rafale heeft een duidelijke missie: inhoud geven aan Luca de Meo’s uitgesproken ambitie om het hogere marktsegment te betreden met technologische excellentie. Om dit te realiseren sprak Luca de Meo over een psychologische grens van 300 pk. Dit is het vermogen van de aandrijflijn, die specifiek is ontwikkeld voor de exclusieve, geavanceerde performance-versie van de Renault Rafale.
Luca de Meo, CEO Renault Group: “I want the advanced-performance version of Rafale to be a super-hybrid. We’re not going to do things by halves here. I want this to be a masterpiece of a car.”
Voor de projectingenieurs was het duidelijk dat de advanced performance-versie van de Rafale aangedreven moest worden door een E-Tech aandrijflijn. Het was hun taak om het systeem naar nieuwe hoogten van technische en technologische excellentie te tillen! Nicolas Fremau, Alexandre Herrero, Corentin Kerouredan, Octavie Okamba-Diogo en Romain Saulnier – allemaal experts in hun vakgebied – bundelden hun vaardigheden om deze inspirerende uitdaging aan te gaan.
UITDAGING 1: HET MANAGEN VAN DE AANDRIJFKRACHT EN DE 4X4-AANDRIJVING
De ingenieurs van het Technocentre gaan nooit halfslachtig te werk, en in dit geval hadden ze al een uitstekende basis voor de toekomstige 300 pk sterke ‘super hybride’: de E-Tech full hybrid 200 pk. Nicolas Fremau, een expert in de hybridetechnologie van de E-Tech-aandrijflijn, was van meet af aan betrokken bij het project: “The 1.2-litre 3-cylinder petrol engine of the E-Tech 200 hp powertrain delivers peak efficiency of up to 43%. To generate an additional 100 hp, our only solution is to fit a bigger turbocharger and to add a second electric motor to the powertrain. To power this motor and obtain a range that is sufficient for everyday use, we need to install a more powerful battery and turn the powertrain into a plug-in hybrid.”
Het CMF-CD-platform van de nieuwe generatie, dat wordt gebruikt voor de Renault Rafale, is voldoende modulair om een achterin geplaatste elektromotor en een 22 kWh batterij onder de vloer te herbergen. Deze configuratie biedt bovendien het beste in termen van gewichtsverdeling. Voor het ‘super hybride’-project heeft de achterin geplaatste elektromotor twee belangrijke voordelen: ten eerste blijft de lay-out onder de motorkap hetzelfde als bij de E-Tech full hybrid, en ten tweede is de motor verbonden met de achterwielen, wat vierwielaandrijving mogelijk maakt. Aandrijving op alle wielen wordt zeer gewaardeerd door klanten in het high-end SUV-segment. Zo is de topversie van de Rafale dus een 300 pk sterke 4×4 plug-in hybride geworden.
Naast het selecteren van de aandrijflijncomponenten moesten de ingenieurs ervoor zorgen dat deze samen een functioneel geheel vormden. Dit was het specialisme van onze experts op het gebied van functionaliteit en calibratie.
Voor het energiemanagement bij het E-Tech-systeem wordt gebruik gemaakt van slimme elektronische controle units. “For the software configuration of the engine ECU, we developed a highly complex energy management strategy based on speed, torque and battery charge level. Each parameter had to deliver a smooth, dynamic experience, regardless of driving conditions”, zo legt Herrero uit.
Alexandre Herrero en Corentin Kerouredan maakten optimaal gebruik van de ongelooflijke veelzijdigheid die wordt geboden door de software gestuurde motor en transmissie. Wat tractie betreft, staan alle vier de aangedreven wielen altijd paraat. De koppelverdeling kan onmiddellijk variëren van 100% op de voorwielen (voorwielaandrijving) tot 100% op de achterwielen (achterwielaandrijving), afhankelijk van de door de bestuurder geselecteerde instellingen, de rijstijl en de rijomstandigheden. Over het algemeen heeft voorwielaandrijving de voorkeur tot een snelheid van 70 km/u, en achterwielaandrijving bij hogere snelheden.
De verbrandingsmotor of een van de elektromotoren kunnen op elk moment worden losgekoppeld van de aandrijflijn (hybride of volledig elektrische modus) om het brandstofverbruik voortdurend te optimaliseren.
“The software functions continuously assess the requirements in terms of power and energy, based on a multitude of variables including battery charge level, driving profile (speed and acceleration), road conditions (gradient, speed), as well as the weight of the vehicle (maximum towing capacity of four tonnes). The magic of the E-Tech system is to constantly achieve the best compromise between the traction of a 4×4 and the maximum efficiency of all the energy sources. In this way, the vehicle makes maximum use of the combustion engine in the operational zone around the point of maximum efficiency. And all this is entirely transparent for the customer! We managed to combine excellent traction with a high level of efficiency”, aldus een enthousiaste Corentin Kerouredan.
UITDAGING 2: HET CREËREN VAN EEN NIEUWE PLUG-IN HYBRIDE AANDRIJFLIJN
Het transformeren van een ‘full hybrid’ naar een ‘plug-in hybrid’ met een oplaadbare batterij houdt meer in dan simpelweg een stekker toevoegen. Niet alleen is de batterij van de E-Tech plug-in hybrid 4×4 300 tien keer krachtiger dan die van de E-Tech full hybrid (22 kWh in vergelijking met 2 kWh), ook de chemische samenstelling is fundamenteel anders. De samenstelling en architectuur van een batterij zijn afhankelijk van verschillende criteria, zoals actieradius, vermogensbehoeften en de frequentie van laden en ontladen.
Voor optimale batterijprestaties is een ideale temperatuur van 25°C vereist. Gezien de grootte van de batterij en de vermogensbehoeften was het thermisch beheer van de cellen een grote uitdaging. Om de temperatuur soepel, snel en efficiënt te verhogen, ontwikkelde het projectteam een aluminium verwarmingsmat. Met behulp van een weerstandsverwarming levert deze mat een temperatuurstijging van +2°C per minuut.
UITDAGING 3: MANAGEN VAN DE COMPLEXE AANDRIJFLIJN EN DE SOFTWARE
Gezien de vele instellingen die beschikbaar zijn in de Renault Rafale E-Tech plug-in hybrid 4×4 300 pk in de Atelier Alpine-versie (vier motoren/elektromotoren, vierwielaandrijving, 4Control Advanced vierwielbesturing, regeneratief remmen en slimme ophanging), was de belangrijkste taak van Romain Saulnier en de andere ingenieurs om het gebruik van de auto te vereenvoudigen, zodat de bestuurder zich volledig kan richten op het rijden.
Bestuurders kunnen hun rijervaring personaliseren met drie menu’s: Multi-Sense, E-Save en de nieuwe Agility Control. Met de Multi-Sense-functie en zijn vier rijmodi – Eco, Comfort, Sport en Snow – kun je de rijbeleving aanpassen. De variaties in de mate van stuurbekrachtiging, motorrespons en chassisreactie zorgen voor verschillende rijervaringen: van dynamisch rijden in de Sport-modus tot verbeterde tractie bij omstandigheden met weinig grip in de Snow-modus.
De EV Mode-knop op de middenconsole biedt toegang tot drie rijmodi: Hybrid (standaard), Electric (volledig elektrisch tot 160 pk en een topsnelheid van 135 km/u) en E-Save (batterijlading blijft boven 25% door gebruik van de verbrandingsmotor als generator).
Exclusief beschikbaar bij de atelier Alpine versie is het Dynamic Chassis-menu in het multimediasysteem, waarmee de bestuurder instellingen kan optimaliseren voor de 4Control Advanced -functie, het dempingsprofiel en de ESP. Dit kan op basis van drie opties: Comfort (ideaal voor dagelijkse ritten, vooral in de stad), Dynamic (een compromis tussen wendbaarheid en demping) en Sport (gericht op handling en rijplezier).
Romain Saulnier, Performance Coordinator: “With these three easy-to-select drive modes, all optimised by Alpine Cars, drivers can be confident that they have the ideal set-up for driving Rafale E-Tech plug-in hybrid 4×4 300 hp Atelier Alpine”.
De Renault Rafale E-Tech plug-in hybrid 4×4 300 biedt het beste van twee werelden: elektrisch en plug-in hybride. Voor dagelijks gebruik kan de elektrische modus naar wens worden geactiveerd, net als bij een volledig elektrische auto, met een actieradius tot 105 kilometer (WLTP EV-cyclus).
Bij lange afstanden is het brandstofverbruik vergelijkbaar met de beste in zijn klasse: 0,5 l/100 km met een volle batterij en 5,8 l/100 km met een lege batterij voor de Esprit Alpine-uitvoering (WLTP-cijfers). Hiermee kan het voertuig tot wel 1.000 km afleggen op één tank brandstof. In de Sport-modus is de handling bijzonder efficiënt, met een acceleratie van 80 naar 120 km/u in slechts 4 seconden – de beste in de SUV-markt, inclusief het premiumsegment.
Onder de motorkap van de Renault Rafale voldoet de E-Tech plug-in hybrid 4×4 300 aandrijflijn aan alle eisen, waarbij de grenzen opnieuw worden verlegd voor E-Tech op het gebied van prestaties, sportiviteit en efficiëntie.
“With the E-Tech plug-in hybrid 4×4 300 hp powertrain, we aimed for the Moon, but went to Mars”, concludeert Nicolas Fremau.
