Dizajn a koncepcia

Štúdia Audi e-tron pre autosalón v Detroite predstavuje ďalšiu verziu vozidla s čistým elektrickým pohonom. Vďaka krátkemu rázvoru iba 2,43 metra má tento športový automobil veľmi agilné jazdné vlastnosti.

Šírka 1,78 metra pri dĺžke iba 3,93 metra a výške 1,22 metra vytvárajú proporcie typického športového automobilu. Za kabínou posádky pred zadnou nápravou je priestor pre blok akumulátorovej batérie, menič napätia a regulačnú elektroniku.

Obidva elektromotory, vybavené vlastným chladením, sú umiestnené na zadnej náprave. Toto usporiadanie komponentov pohonu zabezpečuje rozloženie hmotnosti na nápravy v pomere 40:60 % , čo je optimálne z hľadiska jazdnej dynamiky.

Nízky oblúk strechy a úzky pás bočných okien na prvý pohľad identifikujú dvojmiestne kupé ako model značky Audi. Identitu monolitickej karosérie ďalej zvýrazňujú bočné línie karosérie a výrazné okrúhle výrezy blatníkov.

Na šípovej prednej časti karosérie dominuje lichobežník jednodielnej masky, orámovanej po stranách zvislými otvormi na vstup vzduchu. Na ich hornom okraji priliehajú pásy reflektorov s čírymi krycími sklami. Reflektory využívajú moduly adaptive-matrix-beam zo svietiacich diód LED. Aj zadné skupinové svetlá sú vytvorené kompletne z LED.

Predné reflektory tvoria jadro plne automatického systému osvetlenia vozidla, reagujúceho na rozličné vonkajšie podmienky. Televízna kamera, spriahnutá s výkonným počítačom, monitoruje premávku, rozoznáva jazdné pruhy a meria dohľad v zhoršených poveternostných podmienkach (napríklad v hmle). Na základe vyhodnotených údajov systém automaticky zapína osvetlenie pri zníženej viditeľnosti, prepína tlmené a diaľkové svetlá podľa vzdialenosti protiidúcich vozidiel alebo modifikuje osvetlenie pre jazdu v hmle rozšírením a skrátením svetelného lúča reflektorov. Systém vyhodnocuje aj údaje z navigačného systému vozidla a na základe toho usmerňuje svetelný lúč do zákrut ešte pred vjazdom do nich.

Variabilita reflektorov sa prejavuje aj v dizajne. Podľa rýchlosti jazdy a situácie okolia sa mení vzhľad elementov LED a tým aj vizuálny charakter prednej časti vozidla. Dizajnérom Audi táto inovatívna technológia poskytuje veľké možnosti.

Špecifickým dizajnovým prvkom štúdie Audi e-tron sú zvislé otvory na vstup vzduchu v prednej maske a za bočnými oknami v zadnom stĺpiku karosérie. V základnom stave sú priliehavo zatvorené, ak je potrebné zväčšiť prívod chladiaceho vzduchu, lamely sa otvoria. Kvôli optimálnemu prúdeniu vzduchu sa vtedy otvoria aj vodorovné lamely nad pohonnou jednotkou. Tieto konštrukčné opatrenia podporujú maximálnu účinnosť. Nízky koeficient odporu vzduchu sa so zatvorenými klapkami ďalej zlepší.

Karoséria ASF

Dôsledne ľahká stavba má pri elektromobiloch ešte väčší význam pre účinnosť a dojazd ako pri automobiloch s konvenčným pohonom. Súčasne ľahká stavba vytvára základ pre vysokú úroveň jazdnej dynamiky. Inžinieri Audi pri tvorbe štúdie e-tron využili jednu z hlavných kompetencií značky. Štruktúra karosérie vychádza z technológie Audi Space Frame (ASF) aplikovanej hybridným spôsobom. Hlavné vonkajšie diely, dvere, kapoty, zadné blatníky a strecha kabíny sú vyrobené z plastu vystuženého uhlíkovými vláknami.

Kombinácia hliníka a uhlíkového kompozitu zaručuje najvyššiu pevnosť pri nízkej hmotnosti. Audi začne túto technológiu onedlho využívať aj pri výrobe sériových modelov. Pohotovostná hmotnosť štúdie napriek ťažkému pohonu s dvoma elektromotormi a výkonnými akumulátorovými batériami s celkovou hmotnosťou 399 kilogramov dosahuje iba 1.350 kilogramov.

Interiér a koncepcia ovládania

Puristický dizajn interiéru je založený na vizuálnych a funkčných elementoch koncepcie pohonu, vytvárajú spojenie osvedčených génov Audi s novými formálnymi východiskami. Pre výrazové prostriedky značky je aj tu typická redukcia na podstatné prvky v celkovej architektúre, ovládaní a poskytovaní informácií pri vizualizácii ľahkej stavby a uhladenom celkovom výraze.

Štíhly nosník prístrojového panelu oblúkom prechádza do výplní dverí. Dizajnéri využili šancu vytvoriť stredový tunel a konvexne klenutú stredovú konzolu zvlášť štíhle a ľahké. Nemuseli brať ohľad na prevodovku, kinematiku radiacej páky a tunel pre kardanov hriadeľ. Integrovaná voliaca páka, ktorou vodič prepína režim jazdy dopredu / dozadu / neutrál, sa pri štarte vozidla vysunie z tunela.

Aj prístrojový panel štúdie Audi e-tron, predstavujúcej ďalší evolučný stupeň elektromobilu, je orientovaný na vodiča, čo je ďalším typickým znakom značky. Namiesto klasického združeného prístroja má štúdia po prvý raz u Audi veľký, centrálny displej s integrovanými funkciami MMI medzi dvoma kruhovými prístrojmi.

Systém MMI sa ovláda skrolovacou plochou („MMI touch“) na volante, prvkom inšpirovaným modernými mobilnými telefónmi. Volant je v spodnej časti sploštený ako pri pretekových automobiloch.

Ako rozhranie medzi vodičom, vozidlom a vonkajšími informačnými zdrojmi slúži mobilný telefón (Smartphone) vložený do držiaka na prístrojovej doske. Pre funkcie telefónu, adresára, navigačného systému a multimediálneho prehrávača môže vodič využiť bežný mobilný telefón s príslušnými funkciami.

Navyše ho môže súčasne využiť aj ako ovládaciu jednotku pre rozličné špecifické funkcie vozidla. Vhodné sú na to už dnes mnohé prístroje rozličných výrobcov.

Tak môže vodič napríklad už vo svojom byte naprogramovať trasu jazdy alebo nastaviť audiosystém podľa svojich individuálnych preferencií. Dialóg medzi mobilným telefónom a vozidlom sa uskutočňuje cez mobilnú telefónnu sieť a to aj na väčšiu vzdialenosť.

Systém poskytuje majiteľovi aj bezpečnostnú funkciu. V dosahu siete WLAN môže kedykoľvek preskúšať aktuálny stav vozidla, napríklad či sú okná a dvere zatvorené. Ak je vozidlo pripojené na nabíjaciu stanicu, vysiela do mobilného telefónu majiteľa informáciu o aktuálnom stave nabitia batérie.

Kruhový prístroj na pravej strane je rýchlomer, ľavý kruhový prístroj zobrazuje momentálny výkon. Centrálny displej zobrazuje dojazd vo forme stĺpcového grafu, ako aj všetky dôležité informácie systému infotainmentu a navigačného systému. Okrem toho poskytuje vodičovi aj relevantné dáta z komunikácie vozidla s okolitou infraštruktúrou. Prístroje tak zjednocujú analógový a digitálny svet.

Pre štúdiu e-tron a tým aj pre ďalšie evolučné stupne elektromobilu Audi je charakteristická takmer úplná absencia spínačov a rozličných malých komponentov, ako napríklad spínacia skrinka. Ovládacie prvky klimatizácie sú vpravo vedľa volantu, displej informuje o teplote a nastavení ventilácie. Klimatizácia sa ovláda prostredníctvom dotykového poľa.

Ľahké škrupinové sedadlá, inšpirované automobilovým športom, spájajú vynikajúce bočné držanie tela s komfortom. Dve kontrastné farby oddeľujú jednotlivé oblasti interiéru. Spolu s hodnotnými materiálmi umocňujú eleganciu a športový charakter.

Pohon a zásobovanie energiou

Dva asynchrónne elektromotory s celkovým výkonom 150 kW (204 k) udeľujú novej štúdii Audi e-tron jazdné výkony skutočného športového automobilu. Z pokoja na tempo 100 km/h štúdia zrýchli za 5,9 sekundy, zrýchlenie zo 60 na 120 km/h absolvuje za 5,1 sekundy.

Krútiaci moment sa rozdeľuje na kolesá selektívne podľa jazdnej situácie a povrchu cesty, čím sa dosahuje vynikajúca trakcia a jazdné vlastnosti.

Maximálna rýchlosť je obmedzená na 200 km/h pretože spotreba energie elektromotorov sa s rýchlosťou exponenciálne zvyšuje. Dojazd v zmiešanom cykle podľa metodiky EÚ je do 250 kilometrov.

Akumulátorové batérie vozidla sa dajú nabíjať z bežnej elektrickej siete v domácnosti (230 V/16 A), zásuvka pre kábel je pod krytom v zadnej časti vozidla. Úplné dobitie batérie trvá cca 11 hodín. Pri použití trojfázového prúdu (400 V, 32 A) sa čas nabíjania skráti na približne 2 hodiny.

Batéria sa nedobíja iba stacionárne ale aj počas jazdy pomocou rekuperácie kinetickej energie. Tento spôsob dobíjania sa dnes už používa v mnohých sériových modeloch Audi. Pri spomaľovaní vozidla alternátor premieňa kinetickú energiu na elektrickú a tú privádza do akumulátorovej batérie.

Nová štúdia Audi e-tron ide ešte o krok ďalej. Elektromechanická brzdová sústava umožňuje využiť rekuperačný potenciál elektromotorov. Na prednej náprave sú hydraulické brzdy, brzdy na zadnej náprave majú elektricky ovládané brzdiče („brake by wire“).

Vďaka oddeleniu brzdového pedála môžu elektromotory štúdie Audi e-tron kompletnú energiu spomaľovania premeniť na elektrický prúd. Až pri vyšších hodnotách spomalenia sa aktivujú elektro-mechanické brzdy. Vodič tieto zmeny nijako necíti, brzdový pedál pôsobí konštantným odporom ako pri hydraulických brzdách.

Nóvum v konštrukcii automobilov: Tepelné čerpadlo

Účinnosť a dojazd zvyšuje aj ďalší systém po prvý raz použitý vo frankfurtskej štúdii Audi e-tron – tepelné čerpadlo. Na rozdiel od spaľovacieho motora elektromotor väčšinou nevytvára dostatok odpadového tepla, potrebného na vykurovanie kabíny posádky. Iné elektromobily využívajú prídavné elektrické kúrenie, ktoré má relatívne veľkú spotrebu energie.

Tepelné čerpadlo, známe z použitia v budovách, je vysoko účinný tepelný stroj na vykurovanie s minimálnou spotrebou energie.

Na chladenie interiéru je k dispozícii klimatizácia s vysokou účinnosťou, v spolupráci so systémom tepelného manažmentu zabezpečuje aj temperovanie vysokonapäťovej akumulátorovej batérie. Pre dosiahnutie maximálneho výkonu a dojazdu musia mať elektromotory, batéria a výkonová elektronika optimálnu prevádzkovú teplotu.

Keď sa vozidlo pripojí na nabíjaciu stanicu, systém tepelného manažmentu prispôsobí teplotu všetkých komponentov pohonu na optimálnu hodnotu. V chladnom počasí sa predhrejú, v horúcom ochladia. Podľa potreby sa dá toto teplotné prispôsobenie rozšíriť aj na interiér, čím sa výrazne zvyšuje komfort posádky.

Jazdná dynamika

S ohľadom na rozloženie hmotnosti na nápravy v pomere 40:60 % má štúdia Audi e-tron pohon zadných kolies.

Obidva elektromotory, umiestnené v strede vozidla a poháňajúce hriadeľom priamo jednotlivé kolesá, dovoľujú inteligentne regulovať priečnu dynamiku vozidla. Podobne ako športový diferenciál sériových modelov Audi umožňujú tzv. „torque vectoring“, teda cielené zrýchlenie jednotlivých kolies, čo zvyšuje dynamiku a aktívnu bezpečnosť štúdie Audi e-tron.

Nedotáčavosť a pretáčavosť sa dajú kompenzovať nielen individuálnou korekciou prostredníctvom bŕzd ale aj presným milisekundovým zvýšením otáčok. Štúdia má aj pri vysokých hodnotách priečneho zrýchlenia príkladne neutrálne jazdné vlastnosti a zákruty prechádza ako po príslovečných koľajniciach.

Podvozok využíva na prednej i zadnej náprave dvojité trojuholníkové závesy z kovaných hliníkových prvkov. Táto koncepcia, prevzatá z automobilového športu zabezpečuje vysokú agilitu, nekompromisnú presnosť a presne definované jazdné vlastnosti. Vyladenie pružín a tlmičov je tvrdšie, no súčasne zabezpečuje dobrý komfort.

Krátko sprevodované hrebeňové riadenie sprostredkúva vodičovi presne diferencovanú spätnú väzbu. Elektromechanický posilňovač pracuje s premenlivým účinkom podľa rýchlosti a prispieva k zníženiu spotreby energie.

Štúdia má 19-palcové disky kolies v 35-lúčovom dizajne s pneumatikami zmiešaného formátu 235/35 vpredu a 255/35 vzadu.