Audi e-tron Concept
Audi představuje na autosalonu NAIAS 2010 v Detroitu nekompromisní puristické kompaktní sportovní auto s plně elektrickým pohonem. Detroit Audi e-tron Concept měří 3,93 metru na délku, 1,78 metru na šířku a pouhých 1,22 metru na výšku, je dvoumístný; jen několik měsíců po premiéře Audi e-tron Concept na autosalonu ve Frankfurtu 2009 jde o druhý elektrický koncept značky se čtyřmi kruhy.
Díky nízké hmotnosti vozu Detroit Audi e-tron Concept, která činí přibližně pouhých 1 350 kilogramů, a vysokému točivému momentu pohonných jednotek pohánějících zadní kola je zaručen odpovídající jízdní výkon. Dva elektromotory s celkovým výkonem 150 kW (204 koní) a točivým momentem 2 650 Nm zrychlí kupé s karoserií z hliníku v designu ASF z 0 na 100 km/h za pouhých 5,9 sekundy. Audi e-tron Concept zvládne zrychlení z 60 na 120 km/h za pouhých 5,1 sekundy.
Detroit Audi e-tron Concept dokáže rozdělovat vysoký točivý moment elektromotorů mezi kola zcela podle potřeby. Jeho vektorování točivého momentu je klíčem k vzrušující úrovni aktivní přesnosti a vynikající trakci. Díky nízké hmotnosti, krátkému rozvoru a ideálnímu rozložení hmotnosti pro dynamické jízdní vlastnosti má Audi e-tron Concept ovladatelnost jako motokára – obratné, jisté v zatáčkách a neutrální až na samé hranici možností.
Lithium-iontové baterie umístěné pro optimální těžiště za kabinou a před zadní nápravou poskytují efektivní kapacitu 45 kilowatthodin. To umožňuje reálný dojezd až 250 kilometrů.
Stejně jako u prvního Audi e-tron Concept představeného ve Frankfurtu, i zde Audi staví všechny komponenty elektrického vozu na integrovaném konceptu s mnoha revolučními detaily: například tepelným čerpadlem jako efektivním zdrojem vytápění a udržování teploty interiéru. Pohonný systém, výkonová elektronika a baterie mají inovativní řízení teploty – klíčové pro udržení vysokého dojezdu a zároveň vynikajícího komfortu uvnitř.
Audi představuje další variantu elektrického vozu v podobě Detroit Audi e-tron Concept. Karoserie působí na silnici mohutně, široce a svalnatě, přitom díky typicky krátkému rozvoru sportovního vozu pouhých 2,43 metru – tedy o 22 centimetrů kratšímu než u Audi R8 – vypadá extrémně kompaktně a puristicky.
Plynulá linie přední části a nízká zakřivená střecha okamžitě identifikují dvoumístný vůz jako Audi. Boky odhalují známé kontury: dynamická linie nad prahy a výrazné blatníky, typické pro Audi R, spojují předek, boky a zadek do monolitického celku a výrazně zdůrazňují typický prvek Audi – kulaté blatníky obepínající velká 19palcová kola. Silně se zužující přední část dává Detroit Audi e-tron Conceptu výrazně klínovitý základní tvar.
Šířka 1,78 metru, délka 3,93 metru a výška 1,22 metru – to jsou klasické proporce sportovního vozu. Za zadními koly je prostor pro bateriový blok vážící 399 kilogramů, včetně měniče a výkonové elektroniky.
Dva elektromotory s vlastním chladicím systémem jsou umístěny na zadní nápravě. Tento speciální balíček s rozložením hmotnosti 40:60 zajišťuje dokonalou rovnováhu, která přispívá k jízdní dynamice Audi e-tron Concept.
Trapezoidní maska chladiče single-frame dominuje výrazně klínovitému předku a je po stranách doplněna dvěma velkými nasávacími otvory. Horní část masky přechází do plochých pásků adaptivních modulů matrix světlometů s čirými skleněnými kryty. Všechny světelné jednotky využívají vysoce účinnou LED technologii.
Světlomety jsou jádrem plně automatického systému světelné asistence, který flexibilně reaguje na jakoukoli situaci. Nová technologie rozpoznává povětrnostní podmínky a přizpůsobuje osvětlení dešti nebo mlze. Srdcem systému je kamera, která ve spolupráci s rychlým počítačem detekuje protijedoucí vozidla, rozpoznává jízdní pruhy a měří viditelnost, například v mlze.
Při protijedoucí dopravě se dálková světla vypínají v příslušné části osvětlení. Systém osvětlení zatáček analyzuje data z navigace a osvětluje zatáčky ještě před tím, než do nich řidič zatočí. Detroit Audi e-tron Concept nemá klasické mlhové světlomety, které by spotřebovávaly další energii. Místo toho inteligentně upravuje potkávací světla; například v mlze vytváří širší a více horizontální světelný kužel, čímž výrazně snižuje oslnění vlastním světlem.
Variabilita světlometů se odráží i v jejich designu. LED prvky mění vzhled a tím i charakter přední části vozu podle rychlosti a okolních podmínek. Inovativní světelná technologie dává designérům Audi téměř stejně volnosti jako tvar karoserie.
Specifickým designovým prvkem elektrických vozů Audi – jako je Audi e-tron – jsou vzduchové průduchy v masce single-frame a za bočními okny na C-sloupku. Za normálních okolností jsou uzavřené a otevírají se vysouvacími lamelami, když je potřeba dodatečné chlazení. Lamely nad pohonnou jednotkou se pak také otevírají pro lepší průtok vzduchu. Tyto prvky rovněž maximalizují účinnost – koncept vyniká již nízkým součinitelem odporu vzduchu, který se ještě zlepšuje při zavřených klapkách.
Systematická lehká konstrukce je u elektrických vozů ještě důležitější pro efektivitu a dojezd než u klasických aut. Lehké materiály jsou navíc klíčem k vzrušujícím jízdním vlastnostem. Vývojáři Audi se při tvorbě Detroit Audi e-tron Concept zaměřili na jednu z klíčových kompetencí značky: konstrukce karoserie je založena na technologii Audi Space Frame (ASF) s hybridním přístupem. Všechny přídavné díly – dveře, víka, bočnice a střecha – jsou z plastu vyztuženého vlákny.
Kombinace hliníku a karbonového kompozitu zaručuje maximální tuhost při nízké hmotnosti. Audi tuto technologii brzy využije v podobné formě u budoucích sériových vozů. Přestože je pohonný systém složitý – dva elektromotory a vysokokapacitní baterie – celková hmotnost vystaveného Audi e-tron Concept v Detroitu je jen kolem 1 350 kilogramů.
Puristický interiér je charakterizován vizuálními i funkčními odkazy na nový pohonný koncept. Spojují osvědčené geny Audi s novými formálními prvky. Typické pro design Audi je redukce architektury, ovládacích prvků a zobrazovaných informací na nezbytné minimum ve prospěch viditelné lehké konstrukce a čistého celkového dojmu.
Úzká palubní deska má křivku, která přechází do dveřních panelů. Protože není potřeba prostor pro převodovku, řadicí páku a kardany, designéři využili příležitost vytvořit mimořádně úzký a lehký středový tunel a konvexní, obloukovou středovou konzolu. Zapuštěný volič převodovky, kterým řidič volí mezi jízdou vpřed, zpátečkou a neutrál, se při startu vozu vysune z tunelu.
Audi e-tron má kokpit, který představuje další vývoj elektrického vozu, a je rovněž orientován na řidiče – další typický znak Audi. Místo klasických budíků je koncept prvním Audi vybaveným velkým vestavěným centrálním displejem s integrovanými funkcemi MMI. Ten je po stranách doplněn dvěma kulatými ukazateli.
MMI se ovládá pomocí scrollpadu s dotykovou plochou na volantu („MMI touch“) – prvek inspirovaný moderními smartphony. Samotný volant je výrazně zploštělý nahoře i dole, což jasně odkazuje na motoristický sport.
Smartphone, který lze integrovat do přední části středové konzoly, slouží jako rozhraní mezi vozem, řidičem a externími informačními zdroji. Řidič může použít běžný smartphone jako telefon do auta, adresář, navigaci a přehrávač videa. Současně ho využívá jako ovládací jednotku pro mnoho specifických palubních systémů Audi e-tron Concept. Mnoho telefonů s touto funkcí je již dostupných od různých výrobců.
Řidič si tak může například z pohodlí domova naplánovat trasu nebo nastavit zvukový systém podle svých preferencí. Smartphone a vůz komunikují přes mobilní síť i na větší vzdálenosti.
Systém zároveň nabízí bezpečnostní funkci pro majitele; v dosahu WLAN může neustále sledovat aktuální stav vozu, například zda jsou zavřená všechna okna a dveře. Pokud je Audi e-tron Concept zaparkovaný u nabíjecí stanice, posílá také informace o aktuálním stavu nabití na řidičův smartphone.
Analogový rychloměr po pravici řidiče ukazuje rychlost, zatímco ukazatel vlevo informuje o odebíraném výkonu. Centrální displej zobrazuje dojezd v informační liště a prezentuje všechny klíčové údaje z infotainmentu a navigace. Zároveň poskytuje řidiči relevantní data z komunikace vozu s okolím. Přístroje tak spojují analogový a digitální svět v jeden celek.
Typické pro koncept Audi e-tron – a tedy i další vývoj elektrického vozu – je téměř úplné odstranění přepínačů a drobných ovládacích prvků, jako je zapalování. Klimatizace je umístěna napravo nad volantem. Displej ukazuje teplotu a ventilaci. Inspirována smartphony je ovládána dotykovým posuvným ovladačem.
Stejně závodně laděná lehká sedadla kombinují vynikající boční vedení s komfortem. Dva kontrastní odstíny vymezují různé zóny interiéru. Barvy a kvalitní materiály spojují eleganci se sportovností.
Dva asynchronní elektromotory s celkovým výkonem 150 kW (204 koní) dávají Detroit Audi e-tron Conceptu výkon pravého sportovního vozu. Koncept dokáže zrychlit z 0 na 100 km/h za 5,9 sekundy a z 60 na 120 km/h za 5,1 sekundy. Točivý moment je podle jízdní situace a stavu vozovky selektivně rozdělován na kola, což zajišťuje vynikající trakci a ovladatelnost.
Maximální rychlost je omezena na 200 km/h, protože spotřeba energie elektromotorů roste nepřiměřeně s rychlostí. Dojezd v kombinovaném cyklu NECD je přibližně 250 kilometrů.
Energetický zásobník se nabíjí domácí sítí (230 voltů, 16 ampér) přes kabel a zásuvku, která je ukrytá za krytem vzadu na voze. Doba nabíjení z úplně vybitých baterií je kolem 11 hodin, ale při silnějším proudu (400 voltů, 32 ampér) se zkracuje na přibližně dvě hodiny.
Baterie se nabíjí nejen při stání, ale i během jízdy. Klíčovým pojmem je rekuperace. Tato forma zpětného získávání energie a dobíjení baterie je již dostupná u mnoha sériových modelů Audi. Při brzdění alternátor přeměňuje kinetickou energii na elektrickou, kterou pak dodává do palubní elektrické sítě.
Detroit Audi e-tron Concept ve své dále vyvinuté podobě udělá rozhodující krok vpřed do budoucnosti; elektro-mechanický brzdový systém umožňuje plně využít potenciál elektrických motorů pro rekuperaci energie. Na přední nápravě je namontována hydraulická brzda s pevnými třmeny, zatímco na zadní nápravě najdeme dva nové, elektricky ovládané brzdy s plovoucími třmeny. Tyto plovoucí třmeny nejsou ovládány žádnými mechanickými ani hydraulickými přenosovými prvky, ale pomocí kabelů („brake by wire“). Navíc tím odpadá třecí ztráta způsobená zbytkovým prokluzem, když brzdy nejsou aktivní.
Díky oddělení od brzdového pedálu mohou elektrické motory Audi e-tron přeměnit veškerou energii z brzdění na elektrický proud a zpětně ji využít. Elektro-mechanický brzdový systém se aktivuje pouze při vyšší potřebě zpomalení. Tyto zásahy jsou pro řidiče nepostřehnutelné, který vnímá pouze předvídatelný a konstantní odpor pedálu, jako u hydraulické brzdy.
Tepelné čerpadlo, které se poprvé objevilo v automobilu právě u konceptu Audi e-tron představeného ve Frankfurtu, rovněž přispívá k vyšší účinnosti a dojezdu. Na rozdíl od spalovacího motoru totiž elektrický pohon obecně nevytváří dostatek odpadního tepla pro efektivní vytápění interiéru. Jiné elektromobily jsou vybaveny elektrickými přídavnými topidly, která spotřebovávají relativně velké množství energie. Tepelné čerpadlo používané Audi – běžné například v budovách – je vysoce účinný stroj, který pomocí mechanické práce dodává teplo s minimální spotřebou energie.
Vysoce účinný klimatizační systém slouží k chlazení interiéru. Spolupracuje s termálním managementem, který zároveň reguluje teplotu vysokonapěťové baterie. Ta, stejně jako výkonová elektronika a elektrické motory, musí být udržována na optimální provozní teplotě, aby bylo dosaženo co nejlepšího výkonu a dojezdu.
Jakmile je vůz připojen k nabíjecí stanici, je podle potřeby předem připraven termálním managementem a dalšími souvisejícími systémy. Za chladných podmínek se pohonný systém předehřívá, za horkých naopak chladí. Toto předpříprava může být rozšířena i na interiér, aby cestující nastoupili do kabiny, která je vytopená nebo vychlazená podle jejich komfortu.
Výkon pohonného systému je přenášen na silnici zadními koly, což odpovídá rozložení hmotnosti Audi e-tron 40:60.
Oba samostatné motory, umístěné za koly blízko středové linie vozu jako nábojové pohony, umožňují inteligentní řízení boční dynamiky Detroit Audi e-tron Concept. To zároveň zvyšuje trakci. Podobně jako sportovní diferenciál u běžných Audi, vektorování točivého momentu – cílené zrychlování jednotlivých kol – činí nově vyvinutý elektrický pohon Detroit Audi e-tron Concept ještě dynamičtějším a zároveň zlepšuje bezpečnost jízdy.
Pod- i přetáčivost lze korigovat nejen cíleným aktivováním brzd, ale také přesným krátkodobým zvýšením výkonu trvajícím jen několik milisekund. Koncept zůstává i při velkém bočním přetížení extrémně neutrální a projíždí zatáčky jako po kolejích.
Podvozek má na přední i zadní nápravě trojúhelníkové dvojité lichoběžníkové zavěšení z kovaných hliníkových dílů – geometrie, která se v motorsportu osvědčila jako ideální pro vysokou obratnost, preciznost a přesně definované samostředící chování. Pro pružiny a tlumiče byla zvolena tužší charakteristika, přesto je však podvozek velmi komfortní.
Přímé řízení s ozubenou tyčí poskytuje jemně odstupňovanou zpětnou vazbu. Jeho elektro-mechanický posilovač se mění podle rychlosti, takže Detroit Audi e-tron Concept spotřebovává energii pouze při zatáčení, nikoli při jízdě rovně.
V souladu se svým statusem je koncept Audi obutý do 19palcových kol s 35 paprsky. Přední pneumatiky 235/35 a zadní 255/35 zajišťují vynikající přilnavost. Další zvláštností pneumatik je, že jejich vzorek byl speciálně navržen designéry Audi právě pro Detroit Audi e-tron Concept.
