Audi Q7 Hybrid Concept
Inženýrský unikát ve Frankfurtu, kde Audi uvádí premiéru svého prvního hybridního vozidla poháněného benzínovým motorem FSI s přímým vstřikováním. Konceptní studie Audi Q7 hybrid je vybavena pohonnou jednotkou V8 FSI o objemu 4,2 litru s výkonem 257 kW (350 k) a točivým momentem 440 Nm. Elektromotor integrovaný do pohonné soustavy přidává dalších až 200 Nm točivého momentu. Studie debutuje na Mezinárodním autosalonu (IAA) ve Frankfurtu v roce 2005.
Samozřejmě, žádné Audi s takovým výkonnostním potenciálem by nebylo kompletní bez trvalého pohonu všech kol quattro, který přeměňuje veškerý výkon a točivý moment motoru na nejvyšší úrovně dynamiky jízdy a jízdní bezpečnosti. Výkon je přenášen na kola prostřednictvím šestistupňové převodovky tiptronic.
Výkonnostní parametry přislíbené Audi Q7 hybrid mu propůjčují status sportovního automobilu: pouhých 6,8 sekundy je zapotřebí k dosažení 100 km/h z místa. Tažná síla ve vyšším rychlostním pásmu je ještě elektrizující, přičemž SUV zrychluje z 80 na 120 km/h ve 4. převodovém stupni za celých 7 sekund. Tyto poutavé hodnoty jsou ještě působivější díky tomu, že Q7 hybrid váží 2 410 kilogramů a spotřebovává pouhých 12,0 litrů na 100 kilometrů, téměř o 13 procent méně než standardně vyráběný model: jaký lepší důkaz efektivnosti hybridního pohonného systému Audi?
Vynikající všestranné schopnosti konceptní studie jsou podloženy účinnou kombinací vysoce výkonného motoru FSI a elektromotoru a samozřejmě inteligentním energetickým managementem Q7 hybrid. Právě energetický management totiž umožňuje optimální využití potenciálu každé pohonné jednotky, takže výkon jde ruku v ruce s maximální efektivností.
Při prvním otevření kapoty Audi Q7 hybrid nejsou zřejmé žádné okamžité viditelné znaky jeho hybridní podstaty. Osmiválcový pohonný agregát o objemu 4,2 litru zaujímá celý motorový prostor a není stopy ani po elektrickém motoru, ani po baterii.
Motor V8 pochází z nejnovější řady motorů V od Audi, jejichž typické charakteristiky zahrnují úhel válců 90 stupňů a rozteč válců 90 milimetrů. Dalším rozlišovacím prvkem je vačková hřídel poháněná řetězem. Na rozdíl od konvenčně poháněných modelů jsou v Q7 hybrid kompresor klimatizace a čerpadlo posilovače řízení pohánění elektricky, aby byl zajištěn jejich nepřetržitý provoz při jízdě vozidla v čistě elektrickém režimu.
V8 pod kapotou Q7 hybrid zahrnuje stejnou technologii přímého vstřikování paliva FSI jako motor RS 4. To je poprvé v historii, kdy je v sériově vyráběném osmiválcovém motoru použita technologie, která poháněla závodní vůz Audi R8 Le Mans k pěti vítězstvím.
Motory FSI jsou výkonnější a dynamičtější než konvenční nepřímé vstřikování a zároveň jsou příkladem hospodárnosti paliva. Motor V8 byl přeladen před instalací do Audi Q7. Nový motor se nyní může pochlubit silným dodáváním točivého momentu až ke čtvrtkovači, jakož i hbité odezvě, přičemž vše v kombinaci s ekonomickým provozem.
Tyto charakteristiky jsou doplněny ohromným výkonem 257 kW/350 k při 6 800 ot./min a špičkovým točivým momentem 440 Nm při 3 500 ot./min.
Elektromotor s dalšími 200 Nm točivého momentu a 32 kW výkonu je integrován do pohonné soustavy v ideální poloze, mezi motorem V8 a hydraulickým měničem automatické převodovky. Je spojen s motorem FSI prostřednictvím odpojovací spojky, která umožňuje pohánět vozidlo buď jednou ze dvou pohonných jednotek samostatně, nebo oběma dohromady.
Toto řešení maximálně šetrně využívá dostupný prostor, takže nijak nezasahuje do prostoru pro cestující. Stejně jako standardně vyráběná verze, ze které vychází, nabízí Q7 hybrid až tři řady sedadel a prostorný zavazadlový prostor.
Elektromotor čerpá energii ze systému baterií umístěného pod podlahou zavazadlového prostoru v zadní části vozidla. Zde se nachází rovněž napěťový měnič, který napájí elektrický systém vozidla. Vedle přihrádky na baterie byl integrován systém opravy pneumatik.
Ve srovnání s dřívějšími generacemi hybridních vozidel jsou elektromotor a nikl-metal hydridová (NiMH) baterie přímo odlehčenými prvky, přičemž studie váží pouze o 140 kilogramů více než standardně vyráběný model, což je nárůst o méně než sedm procent.
K optimální koordinaci provozu obou pohonných jednotek je nezbytná složitá řídicí elektronika. Ta přirozeně bere v úvahu pokyny řidiče sdělované systému prostřednictvím pedálů plynu a brzdy a páčky voliče tiptronic, jakož i aktuální rychlost vozidla. Klíčovými parametry jsou však rovněž stav nabití baterie a impulsy přenášené elektronickým programem stabilizace ESP.
Elektronika automaticky reguluje interakci mezi pohonnými komponenty a přeměňuje pokyny řidiče v dokonalou syntézu sportovnosti a efektivnosti. Cestující mohou sledovat dění v jednom z podmenú displeje multimediálního rozhraní MMI Multi Media Interface.
Existují v zásadě tři různé provozní stavy: buď je vozidlo poháněno spalovacím motorem nebo elektrickým motorem samostatně, nebo se oba zdroje energie spojí k urychlení vozidla. Benzínový motor zajišťuje základní provoz vozidla, přičemž zároveň dobíjí baterie.
Elektromotor je mezitím schopen pohánět vozidlo rychlostmi až 30 km/h autonomně a prakticky v tichosti, což se hodí zejména při jízdě v městském provozu. Výsledkem je výrazné snížení škodlivých emisí i hluku v zastavěných oblastech.
Kapacita nabití baterie umožňuje dojezd až dva kilometry v čistě elektrickém režimu, přičemž extra energie vzniklá při brzdění a přebývání motoru je zpětně přiváděna do systému. Jakmile kapacita baterie klesne na minimum, spalovací motor nenápadně nastartuje a dobije ji.
Motor V8 FSI může uvolnit 350 k a 440 Nm točivého momentu. Tento výkon sám o sobě stačí ke zrychlení standardně vyráběného Q7 z 0 na 100 km/h za 7,4 sekundy. Pokud řidič hledá ještě rychlejší odezvu, elektronika zapojí rovněž elektromotor. Na rozdíl od spalovacích motorů je dodatečná trakce elektromotoru s až 200 Nm točivého momentu k dispozici okamžitě při rozjezdu vozidla.
Na silnici toto posouvá zrychlení do nové dimenze, zejména při nižších rychlostech. Pouhé čtyři metry po rozjezdu ze stání je Q7 hybrid již o metr před svým sourozencem s benzínovým V8, přičemž boostový efekt elektromotoru seřezává celých 0,6 sekundy z času sprintu 0 na 100 km/h. Přídavná pohonná jednotka má rovněž působivý efekt na tažnou sílu. Vozidlo zrychluje z 80 na 120 km/h, typický nárůst rychlosti při předjíždění, o celé dvě sekundy neboli přibližně o 25 procent rychleji. Výkon pohonu se zvyšuje automaticky v okamžiku, kdy řidič sešlápne pedál plynu naplno, přičemž nezbytná elektrická energie je odebírána ze zadní baterie.
Elektromotor je však schopen mnohem více než jen poskytovat přídavný výkon – rovněž regeneruje kinetickou energii vzniklou brzdění nebo jízdou z kopce ve výběhovém režimu a přivádí ji zpět do systému pro dobíjení baterie.
Během této fáze „rekuperace" jednotka přepne svou funkci během zlomku sekundy na generátor, aniž by si řidič všiml sebemenší změny.
Stejně nenápadná pro řidiče je další funkce pro zefektivnění nového pohonného systému. Pokud vozidlo pojíždí bez sešlápnutého pedálu plynu, spalovací motor se vypne. Stejné palivově úsporné opatření se iniciuje, kdykoli vozidlo stojí déle než tři sekundy. Jediné, co musí řidič udělat pro obnovení jízdy, je uvolnit brzdový pedál a sešlápnout pedál plynu, a benzínový motor okamžitě opět nastartuje.
Elektromotor přebírá roli startéru-alternátoru, což vede k tichému, plynulému a extra rychlému startovacímu procesu.
Díky těmto strategiím nasazeným jeho inteligentním energetickým managementem disponuje pohonný systém vysokou mírou efektivnosti. Navzdory výrazně lepšímu zrychlení, identické maximální rychlosti a nárůstu hmotnosti vozidla spaluje Q7 hybrid přibližně o 13 procent méně paliva než srovnatelný standardně vyráběný model vybavený pouze spalovacím motorem. Průměrná spotřeba paliva v cyklu MVEG je 12,0 litrů na 100 km. Při jízdě výhradně v městském provozu, kde časté rekuperace energie umožňují ještě výraznější snížení, může být palivově úsporný potenciál hybridního vozidla využit v ještě větší míře.
Konceptní studie využívá sluneční světlo jako další zdroj energie: vývojový tým Audi integroval do systému otevřené střechy – velkoplošného skleněného střešního okna SUV – solární články, které umožňují provoz větrání a klimatizace při stojícím vozidle. To představuje cenné zvýšení komfortu, zejména v horkých letních dnech, kdy řidič rovněž poprvé může – dálkovým ovládáním několik minut před zahájením jízdy – aktivovat klimatizaci, takže cestující naleznou příjemně ochlazený interiér. Za tímto účelem se využívá část kapacity baterie hybridního pohonného systému.
Vizionářské systémy na palubě konceptní studie Audi Q7 hybrid opět přesvědčivě demonstrují filozofii „Vorsprung durch Technik", za niž je společnost tak proslulá. Je to technologický průkopník, který předvádí řešení nejen pro jeden, ale pro několik nejnaléhavějších problémů, jimž bude čelit automobilová společnost zítřka, přičemž propojuje motoristické potěšení s racionalitou, nejvyšším komfortem a maximální efektivností.
Hybridní vozidla Audi – 15 let průkopnické práce
Audi dodnes zůstává jediným evropským výrobcem, který sériově vyráběl hybridní vozidlo – čest, kterou si drží od roku 1997, kdy představilo Audi duo na základě A4 Avant. Výkon zajišťoval motor TDI o objemu 1,9 litru s výkonem 90 k doplněný elektrickým motorem s dalšími 29 k. Oba dodávaly svůj společný výkon na přední kola, přičemž na zadní části vozidla uložená olovněno-gelová baterie dodávala nezbytnou elektrickou energii.
První generace Audi duo byla ve skutečnosti představena již v roce 1989. Experimentální vozidlo postavené na platformě Audi 100 Avant quattro bylo vybaveno elektrickým motorem o výkonu 12,6 k, který pohon zadních kol místo hnacího hřídele. Energie pocházela z nikl-kadmiového akumulátoru. Přední kola poháněl motor se pěti válci o objemu 2,3 litru s výkonem 136 k.
O pouhé dva roky později vývojáři Audi odhalili druhou generaci dua, rovněž v podobě Audi 100 Avant quattro. Elektromotor, střídavý motor o výkonu 28,6 k, opět pohán zadní kola. Tentokrát však byl zahrnut Torsen diferenciál pro přerozdělování extra výkonu na zadní kola z dvoulitrovém čtyřválci vpředu.
Během mnoha let vývoje vykonávali inženýři Audi průkopnickou práci, která sehrála klíčovou roli v pokroku hybridní technologie až do plné výrobní zralosti. To platí jak pro rozvoj celkového konceptu, tak pro odbornější oblasti, jako je jejich práce na sofistikované technologii baterií a vysoce pokročilém systému energetického managementu, který je nyní srdcem Audi Q7 hybrid.
