Audi A3 e-tron Concept
Audi A3 Sportback e-tron je plug-in hybrid nové generace. Tento prémiový kompaktní vůz se začne prodávat od roku 2014 a je opravdovým Audi. Spojuje sportovní výkon s impozantní úsporností a nabízí bohatý zážitek z jízdy spolu s neomezenou každodenní praktičností. A3 Sportback e-tron disponuje systémovým výkonem 150 kW (204 k) a dosahuje průměrné spotřeby pouhých 1,5 l na 100 km (156,81 US mpg) benzinu. V elektrickém režimu zvládne ujet až 50 kilometrů (31,07 mil), přičemž motor TFSI přidává dalších 890 km (553,02 mil).
Zrychlení z 0 na 100 km/h (62,14 mph) zvládne za 7,6 sekundy a maximální rychlost je 222 km/h (137,94 mph) – Audi A3 Sportback e-tron tak ještě více podtrhuje sportovní charakter této prémiové kompaktní řady. Podle normy ECE pro plug-in hybridy dosahuje průměrné emise CO2 pouhých 35 gramů na km (56,33 g/mile), což odpovídá spotřebě 1,5 l paliva na 100 km (156,81 US mpg).
Díky filozofii ultralehké konstrukce Audi váží pětimístný pětidveřový model včetně všech elektrických komponent méně než 1 580 kilogramů (3 483,30 lb), přičemž nabízí dostatek prostoru pro cestující i zavazadla. Všechny přednosti značky – elegantní design, sportovní podvozek, špičkovou ergonomii, vynikající kvalitu zpracování a širokou nabídku vyspělých asistenčních a infotainment systémů – má samozřejmě také.
Motor 1.4 TFSI patří k nejmodernějším pohonným jednotkám Audi. V motorovém prostoru je, při pohledu ve směru jízdy, posunut o několik centimetrů více doprava než obvykle, aby vznikl prostor pro vysokonapěťové komponenty. Kliková skříň je z odlitku hliníku a váží něco málo přes 100 kg (220,46 lb).
Čtyřválec je špičkový ve všech ohledech – nízké třecí ztráty, přeplňování turbodmychadlem, mezichladič i řízení teploty. Zvláštností je integrace výfukového svodu přímo do hlavy válců. Po studeném startu rychle ohřívá chladicí kapalinu na provozní teplotu, při vysokých zatíženích pak vodní plášť snižuje teplotu výfukových plynů.
Díky vysokému elektrickému dojezdu až 50 km (31,07 mil) mnoho zákazníků motor TFSI v Audi A3 Sportback e-tron prakticky jen zřídka uslyší. Dalším efektem plug-in hybridního konceptu je, že se TFSI často spouští jen při prudkém sešlápnutí plynu (kickdown), kdy je motor zatížený a zároveň ještě studený. Proto jej vývojáři vybavili řadou ochranných prvků, včetně upravených vložek válců, pístních kroužků a senzoru kvality oleje.
Motor 1.4 TFSI dosahuje výkonu 110 kW (150 k) a točivého momentu 250 Nm (184,39 lb-ft). Maximální točivý moment je k dispozici v širokém rozsahu otáček od 1 750 do 4 000 ot./min, což skvěle ladí s elektrickým motorem. Ten nabízí maximálních 330 Nm (243,40 lb-ft) prakticky od rozjezdu a udržuje je konstantně až do cca 2 200 ot./min. Jeho maximální výkon je 75 kW. Systémový výkon A3 Sportback e-tron je 150 kW (204 k) a systémový točivý moment 350 Nm (258,15 lb-ft). Kombinace elektromotoru a spalovacího motoru umožňuje celkový dojezd až 940 km (584,09 mil). Dynamika zůstává sportovní – z 0 na 60 km/h (37,28 mph) zrychlí za pouhých 4,9 sekundy.
Elektromotor je synchronní stroj s permanentními magnety. Váží 34 kg (74,96 lb) a je kapalinou chlazený přes chladicí plášť statoru. Elektromotor je umístěn mezi dvouhmotovým setrvačníkem motoru a nově vyvinutou separační spojkou K0. Při startu TFSI je motor tažen elektromotorem přes tuto spojku. Jakmile dosáhne motor stejných otáček jako elektromotor, spojka se otevře. Tento hladký a velmi přesný proces trvá půl sekundy.
Spolu se spojkou K0 je elektromotor integrován do nově navržené šestistupňové převodovky e-S tronic, která přenáší výkon na přední kola. Stejně jako všechny Audi dvouspojkové převodovky se skládá ze dvou podskupin, které ovládají dvě lamelové spojky K1 a K2. Převody se řadí střídavým ovládáním spojek, což trvá jen několik setin sekundy a probíhá bez znatelného přerušení tahu.
Napětí baterie se podle stavu nabití pohybuje mezi 280 a 390 volty. Baterie sestává ze 96 prizmových článků uspořádaných do osmi modulů po dvanácti článcích. Včetně elektroniky – řídicí jednotky baterie a rozvodné skříňky – váží celý systém 125 kg (275,58 lb). Je upevněn na podlaze vozu pěti šrouby a spodní část pouzdra je z hliníku.
Složitý kapalinový chladicí systém udržuje baterii během provozu v optimální teplotě. Řidiči Audi A3 e-tron tak mohou startovat elektricky jak v horkém létě, tak i při mrazech. Čtyři chladicí desky regulují teplotu osmi modulů vysokonapěťové baterie. Chladicí systém tvoří samostatný okruh s nízkou teplotou, který je napojen na vlastní chladič v motorovém prostoru. V případě potřeby lze systém propojit s klimatizací a dokonce rozdělit na dva podokruhy.
Při nárazu dostatečné síly k aktivaci předpínačů pásů nebo airbagů je celý systém odpojen od napájení. Nízkoprofilová baterie je umístěna pod zadní lavicí – v oblasti, kde konstrukce z vysokopevnostní a ultrapevnostní oceli tvoří mimořádně pevnou ochrannou buňku. Její pouzdro i vnitřní konstrukce jsou rovněž velmi robustní.
12voltová baterie pro nízkonapěťové spotřebiče a 40litrová (10,57 US gal) nádrž na palivo jsou umístěny nad zadní nápravou. Oba komponenty téměř nezasahují do zavazadlového prostoru A3 Sportback e-tron, který má v základním uspořádání objem 280 litrů (9,89 kubických stop) a po sklopení zadních opěradel 1 120 litrů (39,55 kubických stop).
Audi dodává A3 Sportback e-tron standardně s univerzálním nabíjecím kabelem. Zákazník může měnit koncovky, aby kabel bylo možné použít jak v běžných domácích zásuvkách, tak v průmyslových, a dosáhnout tak plného nabíjecího výkonu. Tyto koncovky jsou přizpůsobeny jednotlivým zemím, takže A3 Sportback e-tron lze dobíjet prakticky kdekoliv na světě.
Pro snadné domácí použití lze kabel zavěsit do nástěnného držáku. I tento držák má design Audi a kromě pohodlného uložení a používání je uzamykatelný. Nabíjecí zařízení je tak chráněno proti krádeži i při venkovním uskladnění.
Nabíjecí kabel přivádí do vozu střídavý proud ze sítě přes nabíjecí konektor umístěný v maskě Singleframe za vysouvacími čtyřmi kruhy. Kromě LED indikátoru stavu obsahuje jednotka dva tlačítka, která umožňují volbu mezi časově řízeným a okamžitým nabíjením. Ve voze je střídavý proud z nabíječky přeměněn na stejnosměrný pro baterii.
Z průmyslové zásuvky trvá plné nabití baterie něco přes dvě hodiny. Z běžné domácí zásuvky v Evropě pak přibližně tři hodiny a 45 minut. Audi intenzivně pracuje na společném projektu s dodavatelem obnovitelné energie, protože elektrická jízda má ekologický smysl jen při využití takové energie.
Dalším střednědobým projektem Audi je automatické bezkontaktní nabíjení, označované jako Audi wireless charging. Proces nabíjení probíhá pomocí střídavého magnetického pole mezi stacionární nabíjecí podložkou na zemi a mobilní podložkou ve voze, podobně jako u elektrického zubního kartáčku.
Výkonová elektronika, umístěná v motorovém prostoru, pak přeměňuje uložený stejnosměrný proud na třífázový pro elektromotor. K tomu slouží šest výkonných tranzistorů. Výkonová elektronika, která zahrnuje i DC/DC měnič pro připojení 12voltové elektrické soustavy vozu, je kompaktní a lehká. Má objem 8 litrů (0,28 kubických stop) a váží 10 kg (22,05 lb). Spolu s nabíječkou je začleněna do stejného chladicího okruhu jako trakční baterie.
Pro elektrickou jízdu jsou k dispozici i další speciální komponenty. Kompresor klimatizace má elektrický pohon integrovaný do vysokonapěťové sítě. Vnitřní vytápění doplňuje termoelektrický ohřívač a benzínový přídavný topení.
Hybridní řízení je nastaveno tak, aby spolupracovalo s elektromotorem. Až do středních zatížení elektromotor, nyní fungující jako alternátor, převážně zajišťuje zpomalování. Energie, kterou získává zpět, ukládá do trakční baterie. Brzdy kol se aktivují až při silnějším sešlápnutí pedálu.
Rekuperace brzdění je jen jedním z několika provozních režimů Audi A3 Sportback e-tron. Vůz se téměř vždy rozjíždí elektricky, a to i při velmi nízkých teplotách, extrémním horku nebo nízkém stavu nabití baterie. Vysoký točivý moment elektromotoru umožňuje sportovnímu kompaktnímu vozu svižný rozjezd. Z 0 na 60 km/h (37,28 mph) zrychlí za 4,9 sekundy – tiše, ale s razancí.
V elektrickém režimu může Audi A3 Sportback e-tron jet až 130 km/h (80,78 mph) – rychleji by to ale nebylo efektivní. Při konstantní rychlosti 100 km/h (62,14 mph) je za předpokladu dostatečné energie v baterii aktivní většinou jen elektromotor. Jakmile řidič prudce sešlápne plyn, například při předjíždění, a překročí určitou odporovou hranici pedálu, spustí se přes separační spojku K0 motor TFSI. V režimu boost pak A3 Sportback e-tron zrychluje s plným točivým momentem 350 Nm (258,15 lb-ft).
Při uvolnění plynu ve vysoké rychlosti přechází hybridní řízení do režimu plachtění. Oba pohony jsou nyní zcela deaktivovány a nevytvářejí brzdný moment. Při uvolnění plynu ve středních a nízkých rychlostech systém získává energii zpět pomocí rekuperace při plachtění; brzdová rekuperace se aktivuje při sešlápnutí brzdového pedálu, pokud není potřeba plné brzdění.
Řidič má několik možností, jak aktivně ovlivnit reakce vozu. Pomocí tlačítka v oblasti řízení a voliče e-S tronic může volit ze tří programů. Režim EV dává přednost elektrickému pohonu, zatímco v programu S se Audi A3 Sportback e-tron chová velmi sportovně. Režim hybrid hold lze vybrat přes menu v MMI. Tento režim uchovává elektrickou energii v baterii pro pozdější použití. Navíc může řidič podrobně nastavovat parametry v systému Audi drive select. Různé úrovně rekuperace při plachtění jsou trvale přiřazeny jednotlivým režimům Audi drive select, což umožňuje ovlivnit dobíjení baterie během jízdy.
Audi A3 Sportback e-tron poskytuje přesné informace o stavu pohonu. Powermeter v budících ukazuje celkový výkon systému, stav pohonu a nabití baterie. Monitor MMI navigation plus zobrazuje tok energie v hybridním systému. Navíc informační systém řidiče ukazuje dojezdy a spotřebu elektrické energie i benzinu.
V rámci platformy Audi connect Audi aktuálně vyvíjí celou řadu inovativních online služeb pro model A3 Sportback e-tron. Řidiči je mohou využívat k monitorování a správě širokého spektra funkcí prostřednictvím svého iOS nebo Android smartphonu či přes webový portál.
Řidič si může zobrazit stav vozu – například aktuální stav nabití baterie, dojezd na elektřinu nebo aktuální polohu zaparkovaného auta. Na dálku si může naprogramovat režimy nabíjení přes mobilní telefon nebo počítač. Má možnost spustit nebo zastavit nabíjení, nastavit časovač nabíjení a klimatizaci tak, aby odpovídaly době, kdy plánuje další jízdu. Může tedy přesně určit, v jaký čas a které dny chce vyjet s plně nabitou baterií.
Podobně funguje i plánovač klimatizace, který je třetím prvkem této služby. Majitel Audi A3 Sportback e-tron si může například podle podrobného časového plánu nastavit požadovanou teplotu interiéru. Předem nastavené temperování vozu při připojení k elektrické síti je mnohem efektivnější než během jízdy na elektřinu, protože v tu chvíli neodbírá energii z baterie a tím optimalizuje dojezd na elektřinu. Navíc se tím přizpůsobí teplota pohonných komponent aktuálním podmínkám. Nakonec webový portál umožňuje majiteli zkontrolovat údaje o jízdě, například spotřebu energie, ujetou vzdálenost a rychlost.
