Audi e-tron: pierwszy elektryczny SUV spod znaku czterech pierścieni

Elektromobilność przestała pozostawać w sferze planów i stała się faktem. Jest już widoczna jako element zaprojektowanego na lata rozwoju gam modelowych największych światowych koncernów. Nie inaczej jest w przypadku Audi, które wprowadziło w tym roku na rynek swój pierwszy elektryczny SUV o nazwie e-tron. Ten model zapisze się w historii motoryzacji. Dla Polaków będzie mieć znaczenie, że jego sylwetkę zaprojektował Kamil Łabanowicz. Dla Węgrów, że właśnie tam powstają elektryczne silniki do tego modelu. Dla świata, że jest to pierwszy elektryczny SUV marki z Ingolstadt.

2019-07-23 10:39:44

Byłem niezwykle ciekaw spotkania z tym samochodem. Już u zarania motoryzacji konstruowano pojazdy z napędem elektrycznym, pierwsze z nich były zasilane prostym ogniwem Volty. Ostatecznie zwyciężyła jednak koncepcja jednostek spalinowych i dopiero w ostatnich latach za sprawą coraz bardziej wyśrubowanych norm emisji spalin i kar grożących producentom oraz w obliczu spekulacji na temat możliwości rychłego wyczerpania zasobów ropy naftowej zaczęły wracać do łask napędy elektryczne.

Bez względu na przyczyny współczesna kariera aut z napędem elektrycznym przywodzi na myśl SUV-y, które po prostu stały się modne. Gdy tylko tę modę dostrzegli specjaliści od marketingu, stało się jasne, że auta z podwyższonym zawieszeniem będą powstawać masowo i rzeczywiście z czasem pojawiły się u niemal wszystkich światowych producentów samochodów. Dziś opanowują już każdy segment rynku. Można się spodziewać, że tak samo będzie w przypadku elektryków. Przed nimi jednak długa droga, czego najlepszym dowodem jest średniej wielkości SUV Audi, pierwszy w pełni elektryczny.

To mocna propozycja. Źródłem napędu quattro na wszystkie koła są dwa silniki elektryczne o łącznej mocy 408 KM i maksymalnym momencie obrotowym aż 664 Nm. Do tego dochodzi zasięg ponad 400 km (mierzony w cyklu WLTP) i przyspieszenie do setki w 5,7 s. Prędkość maksymalną ograniczono do 200 km/h. Samochód może korzystać z ładowarek o różnej mocy, pozwalających napełnić akumulatory w czasie poniżej 30 minut. Szybsze ładowarki dopiero się pojawią i wówczas będzie można zainstalować dla nich drugie gniazdo ładowania. Miejsce na prawym błotniku już jest.

Dzięki zastosowaniu napędu elektrycznego Audi e-tron to także mistrz wolnej przestrzeni we wnętrzu pozbawionym tunelu środkowego. Pasażerowie mogą więc się cieszyć ogromną swobodą, również podczas dalekich wypraw, bo do dyspozycji mają bagażnik o pojemności aż 660 l (1725 l po złożeniu tylnej kanapy).

Minusy? Pomimo bardzo przemyślanej konstrukcji i płaskiego akumulatora trakcyjnego – umieszczonego pod podłogą i wypełniającego praktycznie całą przestrzeń między osiami – e-tron nie prowadzi się tak dobrze jak spalinowe SUV-y Audi. Przyczyną jest ogromna masa baterii, aż 700 kg. Ponadto dysponujący wysoką mocą układ napędowy generuje mnóstwo ciepła, co wymusiło zastosowanie kilku oddzielnych układów chłodzenia, m.in. dla silników i zespołu akumulatorów trakcyjnych. Trzeba było użyć w sumie 40 m przewodów, którymi są tłoczone aż 22 l chłodziwa.

Elektryczne Audi okazuje się raczej mistrzem prostej niż miłośnikiem zakrętów. Trzeba jednak przyznać, że nie pokonuje ich w stylu amerykańskich pickupów. Na co dzień to bardzo poprawnie i stabilnie prowadzące się auto. Brakuje mu jednak zwinności typowej dla innych samochodów tej marki.

Dech w piersiach zapiera za to przyspieszenie, zwłaszcza że dokonuje się w niemal całkowitej ciszy. Z tego powodu podczas jazdy warto co rusz spoglądać na wskazania prędkościomierza. W przeciwnym razie możemy się nie zorientować na czas, że dopuszczalną prędkość przekroczyliśmy już o co najmniej kilkadziesiąt kilometrów na godzinę. Tak szybki i bezszelestny samochód jest ponadto zagrożeniem dla innych użytkowników dróg, nieprzyzwyczajonych do tego i spodziewających się dźwięku nadjeżdżającego auta.

W niektórych krajach Ameryki Północnej i Azji konieczne jest spełnienie wymogów prawnych, które przewidują, że przy niskich prędkościach auto elektryczne musi emitować sztuczny odgłos pracy silnika. W zależności od kraju powinien być on wyraźnie słyszalny przy prędkości od 20 do 32 km/h, a potem stopniowo zanikać.

Audi e-tron imponuje nowoczesnymi rozwiązaniami, takimi jak dostępne za dopłatą kamery zamiast lusterek. Dzięki niemal całkowicie płaskiemu podwoziu jest opływowy niczym limuzyna. To także jeden z najniższych SUV-ów w tej klasie oraz pierwszy samochód marki, którego dodatkowe wyposażenie  (np. światła full led, wyższa moc silnika czy elektroniczne elementy zarządzania pojazdem) będzie dostępne na zamówienie w e-sklepie jak aplikacje dla smartfonów. Wyposażenie będzie w aucie preinstalowane, lecz da się je uruchomić wyłącznie za pośrednictwem autoryzowanej aplikacji.

Niemiecki koncern będzie rozwijać podobne konstrukcje. Już wkrótce na rynku pojawi się e-tron Sportback, limuzyna e-tron GT oraz mniejszy SUV – Q4 e-tron.

Rodzinny SUV

Pod względem wielkości e-tron plasuje się pomiędzy modelami Q5 i Q7. Ma 4901 mm długości, 1935 mm szerokości i 1616 mm wysokości. Oferuje przestrzeń i komfort charakterystyczne dla modeli klasy wyższej. Rozstaw osi to 2928 mm, zatem wewnątrz pojazdu jest dużo miejsca dla czterech pasażerów i ich bagaży. Pojemność bagażnika wynosi 600 litrów, co sprzyja dalekim wyprawom. Kolejnych 60 l ma praktyczny schowek znajdujący się pod maską. Jednostka elektryczna zabiera bowiem mniej niż połowę miejsca w komorze silnika. Resztę wykorzystano na magazyn ładowarek i kabli. Elektrycznym Audi można również holować przyczepy o masie do 1800 kg.

Długość wnętrza, przestrzeń wokół głowy z przodu i z tyłu oraz miejsce dla kolan w drugim rzędzie siedzeń to najlepsze wartości w segmencie SUV-ów klasy wyższej. Podłoga w drugim rzędzie siedzeń jest płaska, ponieważ wyeliminowano tunel środkowy.

Elektryczny napęd quattro

Elektryczny napęd na cztery koła zapewnia doskonałą trakcję i prowadzenie w każdym terenie i w każdych warunkach pogodowych. Dzięki niemu możliwa jest ciągła i w pełni zmienna dystrybucja momentu obrotowego pomiędzy osiami. Cały proces zachodzi w ułamkach sekundy. W większości przypadków elektryczny SUV w celu osiągnięcia najwyższej sprawności używa tylko tylnego silnika.

Jeśli kierowca potrzebuje więcej mocy, elektryczny napęd na cztery koła przekazuje odpowiednią dawkę momentu obrotowego również do kół przedniej osi. Komputer jest w stanie przewidzieć, że dojdzie do poślizgu i dzięki temu z wyprzedzeniem dostarczy momentu obrotowego do odpowiedniej osi.

Kluczem do dobrych własności jezdnych jest również optymalna dystrybucja masy (proporcja 50:50) uzyskana dzięki niskiemu umiejscowieniu elementów napędu. System akumulatorów został dopasowany do długości i szerokości podłogi pomiędzy osiami.

Jak e-tron odzyskuje energię?

Oczywiście z hamowania. Audi e-tron robi to na dwa sposoby: gdy kierowca zdejmie nogę z pedału gazu (poprzez rekuperację podczas tzw. żeglowania) lub gdy naciśnięty zostanie pedał hamulca (poprzez rekuperację z hamowania). W obu przypadkach silniki elektryczne pracują jako generatory i zamieniają energię kinetyczną w elektryczną. Właśnie dlatego e-tronem można jeździć – podobnie jak Nissanem LEAF– nie używając hamulca.

Kierowca może zmieniać poziom rekuperacji energii za pomocą łopatek przy kierownicy, wybierając jeden z trzech trybów. W stopniu najniższym, gdy kierowca zdejmie nogę z gazu, samochód żegluje bez dodatkowego oporu. Poziom pierwszy wywołuje nieznaczne hamowanie, a poziom drugi – silne, podczas którego silniki elektryczne zamieniają się w generatory prądu i ładują akumulatory trakcyjne.

Dostępny jest także automatyczny tryb rekuperacji, w którym o sile oporu wytwarzanego przez napęd elektryczny decyduje na bieżąco komputer, uwzględniając przebieg drogi i manewry pojazdów znajdujących się przed samochodem.

Programy jazdy

Kierowca ma ich do dyspozycji aż siedem. Za pomocą Audi Drive Select może zmieniać charakterystykę prowadzenia. System wpływa również na pracę standardowego zawieszenia pneumatycznego z amortyzatorami adaptacyjnymi.

Zmiany charakterystyki pozwalają poczuć ogromną różnicę pomiędzy komfortem płynnej jazdy a sportowym, stabilnym prowadzeniem. Pneumatyczne sprężyny indywidualnie dostosowują się do warunków drogowych. W zależności od prędkości i preferencji kierowcy zmieniają też wysokość zawieszenia, nawet o 76 mm. Podczas dłuższych podróży niżej zawieszona karoseria wpływa na poprawę aerodynamiki, co z kolei skutkuje zwiększeniem zasięgu.

Niezwykle szybko działa system elektrohydraulicznego uruchamiania hamulców. Audi jest pierwszym na świecie producentem, który zastosował to rozwiązanie w seryjnym samochodzie elektrycznym.

Opływowe podwozie i karoseria

Żaden SUV nie jest samochodem optymalnym aerodynamicznie. Audi e-tron to jednak pewnego rodzaju wyjątek. Ma idealnie płaskie podwozie. Nawet mocowania śrub skonstruowano tak, by wywoływały możliwie najmniejsze turbulencje. Specjalne kanały, zaczynające się w przednim zderzaku, prowadzą strumienie powietrza wzdłuż nadwozia i podwozia. Audi e-tron jest jak na SUV-a dość niskie, mierzy zaledwie 163 cm.

W samochodzie elektrycznym masa wpływa na zużycie energii w o wiele mniejszym stopniu niż w samochodzie z silnikiem spalinowym. Jazda w mieście jest wydajna, bo większość energii zużytej do przyspieszania jest odzyskiwana w momencie hamowania. Poza miastem już przy prędkości powyżej 70 km/h znaczenie ma aerodynamika. Stąd projekt kamer w miejsce lusterek, obniżających współczynnik oporu powietrza z wartości 0,28, do 0,27, co jest najlepszym wynikiem wśród SUV-ów i oznacza 40 dodatkowych kilometrów, pokonanych na jednym ładowaniu.

Akumulator trakcyjny z wymiennymi modułami

Akumulator litowo-jonowy zapewnia zasięg ponad 400 km mierzony według założeń cyklu jazdy WLTP. Jego napięcie znamionowe to 396 V, a pojemność energetyczna – 95 kWh. Znajduje się pod przedziałem pasażerskim i wypełnia całą przestrzeń między osiami. Ma 2,28 m długości, 1,63 m szerokości i 34 cm wysokości. Składa się z 36 wymiennych modułów ogniw w obudowach aluminiowych. Każde z nich ma wielkość pudełka do butów.

Moduły ogniw ułożono w dwóch warstwach (dolna warstwa jest dłuższa). W momencie wejścia na rynek każdy moduł jest wyposażony w 12 cel zabezpieczonych elastyczną powłoką zewnętrzną zrobioną z polimerów pokrytych aluminium.

Wraz z obudową, wykonaną z zaawansowanych technicznie struktur, łagodzących skutki zderzenia, wykonanych w 47% z wytłaczanych profili aluminiowych i w 36% z blach aluminiowych, a w 17% z odlewanych ciśnieniowo aluminiowych elementów.

System akumulatorów waży około 700 kg, a przykręcono go do konstrukcji nadwozia e-trona aż 35 śrubami.

W świecie ciszy

By efektywnie zredukować hałas pochodzący z konstrukcji pojazdu i opływającego powietrza, inżynierowie zastosowali kombinację materiałów dźwiękochłonnych i tłumiących. Otwory konstrukcyjne oraz puste przestrzenie karoserii uszczelniono i wypełniono. Materiałem dźwiękochłonnym wyłożono np. nadkola w bezpośrednim sąsiedztwie kół.

Odpowiednie obszary pokryto specjalnym materiałem, który sprawia, że blachy mniej wibrują. Złożona wielowarstwowa struktura grodzi komory silnika ogranicza przedostawanie się hałasu do wnętrza pojazdu. Ciszę we wnętrzu e-trona gwarantują również przemyślane i dopasowane elementy, np. dywaniki podbite pianką.

Wizytówką tego modelu jest dopracowana aeroakustyka. W e-tronie, jak w żadnym innym samochodzie, powyżej prędkości 85 km/h słyszalne są przede wszystkim odgłosy wiatru. Dzięki dopracowanej konstrukcji uszczelek w drzwiach oraz aerodynamice lusterek bocznych i listew odprowadzających wodę odgłosy z zewnątrz prawie w ogóle nie docierają do uszu pasażerów. Dlatego podróżni mogą swobodnie rozmawiać nawet przy dużych prędkościach samochodu.

System zarządzania temperaturą

System ten składa się z czterech obiegów, które w razie potrzeby można łączyć ze sobą na wiele sposobów. Chłodzą one silniki elektryczne, układy elektroniczne i wbudowaną ładowarkę. Ponadto chłodzą i ogrzewają wnętrze pojazdu i moduł akumulatorów trakcyjnych.

Wykonane z aluminium wirniki silników osiągają prędkości do ponad 13 000 obr./min. Aby temperatura ich pracy nie przekroczyła 180º C, przez ich wnętrza przepływa chłodziwo. Chłodzone cieczą są również stojany i tylne osłony silników elektrycznych.

W przewodach chłodzących nowego Audi e-tron, których całkowita długość wynosi około 40 m, krąży około 22 l cieczy chłodzącej. Silniki elektryczne, będąc najbardziej nagrzewającymi się komponentami układu napędowego, oddają do systemu zarządzania temperaturą dużą ilość ciepła. Wykorzystuje je standardowa pompa ciepła.

Dzięki inteligentnemu zarządzaniu temperaturą akumulator we wszystkich sytuacjach – od zimnego startu zimą aż po szybką jazdę na autostradzie w gorące dni – pracuje w optymalnym przedziale temperatur od 25 do 35 °C.

Kamery zamiast lusterek

Najnowocześniejszym rozwiązaniem optycznym i aerodynamicznym są opcjonalne wirtualne lusterka boczne, które po raz pierwszy zastosowano w seryjnie produkowanym modelu Audi. Pozwoliły zredukować o 15 cm szerokość pojazdu. Obniżają opór powietrza i poziom hałasu. Każda z zamontowanych w nich kamer ma rozdzielczość 1280 x 1080 pikseli. Widok z nich jest prezentowany na organicznych wyświetlaczach z diod OLED, zamontowanych na wewnętrznych powierzchniach drzwi.

Siedmiocalowe wyświetlacze, których jasność dopasowuje się automatycznie, mają czujniki zbliżeniowe. Kierowca, zbliżając do ich powierzchni palec, aktywuje symbole, przy pomocy których może przesuwać fragment obrazu. Funkcja przełączania umożliwia kierowcy regulację wirtualnego lusterka po stronie pasażera.

Dzięki złożonemu procesowi przetwarzania obrazu w niektórych sytuacjach, np. dużego nasłonecznienia, wyświetlacze zapewniają lepszy obraz niż lusterka konwencjonalne. W trzech sytuacjach dopasowują się automatycznie: na autostradzie, podczas skręcania oraz podczas parkowania. Na autostradzie pole widzenia zmniejsza się do takiej skali, by kierowca mógł lepiej ocenić prędkość zbliżającego się samochodu. Gdy kierowca zasygnalizuje kierunkowskazem manewr skręcania czy chęć zmiany pasa ruchu, to w widoku kierunkowskazu po odpowiedniej stronie wycinek obrazu się powiększa. Podczas manewrowania i parkowania pole widzenia rozszerza się w dół. Niestety widoczny obszar nie zmienia się wraz z ruchem głowy kierowcy, jak ma to miejsce w tradycyjnych lusterkach. Cyfrowe lusterka mają mnóstwo zalet, lecz wciąż nie możemy ich uznać za lepsze od tradycyjnych.

Tekst ukazał się w Magazynie FLOTA 5/2019.

ZNAJDŹ NAS: