Detroit showcar Audi e-tron
Компания Audi представила чистокровный компактный спорткар с полностью электрическим приводом на первом крупном автосалоне 2010 года. Detroit showcar Audi e-tron — так называется этот двухместный автомобиль длиной 3,93 метра, шириной 1,78 метра и высотой 1,22 метра. Всего через несколько месяцев после дебюта Audi e-tron на Франкфуртском автосалоне 2009 года марка с четырьмя кольцами представила второй концепт с электроприводом.
Небольшая масса (всего 1350 килограмм), двигатели с высоким крутящим моментом и привод на задние колеса обеспечивают Detroit showcar Audi e-tron высокие ходовые качества. Два электродвигателя общей мощностью 204 л.с. (150 кВт) и крутящим моментом 2650 Нм разгоняют купе с алюминиевым кузовом Audi Space Frame до 100 км/ч всего за 5,9 секунды. При этом Audi e-tron ускоряется с 60 до 120 км/ч за каких-то 5,1 секунды.
Detroit showcar Audi e-tron способен распределять крутящий момент электродвигателей между колесами в зависимости от дорожной ситуации. Точностью управления и отличным сцеплением с дорогой он во многом обязан так называемой функции управления вектором тяги. Благодаря малой массе, короткой колесной базе и превосходной развесовке Audi e-tron демонстрирует практически картинговую маневренность: хорошее прохождение поворотов и устойчивость даже на пределе нагрузок.
Литиево-ионные аккумуляторы, расположенные позади кабины перед задней осью (для обеспечения оптимального центра тяжести), обладают полезной энергоемкостью 45 киловатт-часов. Такой запас обеспечивает пробег без подзарядки до 250 километров.
Как и в первом концепт-каре e-tron, представленном во Франкфурте, в конструкции этого электромобиля использовалась единая концепция, предусматривающая применение множества революционных систем. Среди них — тепловой насос, служащий в качестве эффективного средства прогрева и поддержания температуры в салоне. Система привода, силовая электроника и аккумулятор используют инновационную технологию управления тепловыми потоками, благодаря которой обеспечивается большой запас хода и высокий уровень комфорта в салоне.
Дизайн и компоновка
Audi представляет новый вариант электромобиля — Detroit showcar Audi e-tron. Кузов автомобиля на дороге выглядит мощным, широким и мускулистым, но при этом смотрится чрезвычайно компактно и сдержанно — во многом благодаря короткой колесной базе, типичной для спорткаров. Ее длина всего 2,43 метра, что на целых 22 сантиметра короче, чем у Audi R8.
Выразительные линии передней части кузова и характерный изгиб крыши позволяют безошибочно узнать в этом двухместном автомобиле Audi. Взгляд сбоку открывает знакомые очертания: характерная динамическая линия, проходящая над порогом и выдающимися колесными арками, типичная для Audi R, соединяет переднюю часть, боковые поверхности и заднюю часть кузова в единое целое и акцентирует традиционные для Audi округлые колесные арки, обрамляющие большие 19-дюймовые колеса. Сильно сужающаяся к передней части форма кузова придает Detroit showcar Audi e-tron клиновидную форму.
Ширина 1,78 метра при длине всего 3,93 метра и высоте 1,22 метра — это классические пропорции спорткара. Эти габариты позволяют разместить перед задней осью 399-килограммовый аккумулятор с преобразователем и силовую электронику.
На задней оси установлены два электродвигателя с собственной системой охлаждения. Такая компоновка с распределением веса 40:60 обеспечивает превосходную устойчивость, что положительно сказывается на динамике Audi e-tron.
В клиновидной передней части доминирует трапеция решетки радиатора, расположенная между двумя большими воздухозаборниками. Верх решетки формирует единую линию с матричными модулями головного света. Во всех фарах использована высокоэффективная светодиодная технология.
Фары являются ядром полностью автоматической системы освещения, которая гибко реагирует на любое изменение дорожной ситуации. Новая технология адаптируется к погодным условиям, различному уровню освещения, дождю и туману. В основе технологии системы освещения — специальная камера. Она соединена с мощным компьютером и регистрирует встречное движение, дорожную разметку и определяет условия видимости — например, в случае тумана.
При приближении автомобиля по встречной полосе фары дальнего света прекращают освещать соответствующий сектор дороги. Система освещения в поворотах анализирует данные навигационной системы и освещает повороты, перед тем как водитель начнет маневр. В Detroit showcar Audi e-tron не используются обычные противотуманные фары, которые требуют дополнительного расхода энергии. Вместо этого система интеллектуального управления изменяет параметры ближнего света; например, в условиях тумана она создает более широкое, горизонтальное поле освещения, тем самым существенно снижая яркость бликов от собственных фар.
Функции управления головным светом вносят свой вклад в дизайн. Светодиодные элементы меняют облик автомобиля, придавая его передней части то или иное выражение — в зависимости от скорости движения и окружающих условий. Инновационная технология освещения дает дизайнерам Audi почти столько же свободы творчества, сколько работа с формой кузова.
Одним из элементов дизайна, встречающимся только у электромобилей Audi — таких как Audi e-tron — являются воздухозаборники в радиаторной решетке single-frame и за боковыми окнами на задней стойке. В обычном режиме они утоплены вровень с кузовом и открываются при помощи заслонок, если необходимо подать больше воздуха для охлаждения. После этого также открываются заслонки над двигателем — чтобы обеспечить лучшее прохождение воздушного потока. Эти меры также направлены на максимальное увеличение эффективности: и без того чрезвычайно низкий коэффициент лобового сопротивления концепт-кара уменьшается при закрытых заслонках.
Алюминиевый кузов на основе Audi Space Frame
Для электромобилей системный подход при создании облегченной конструкции является еще более важным условием повышения эффективности и увеличения запаса хода, чем для автомобилей с обычным типом двигателя. Более того, облегченная конструкция способствует улучшению управляемости. При создании Detroit showcar Audi e-tron разработчики Audi сосредоточили свое внимание на одном из ключевых ноу-хау компании: кузов построен на основе Audi Space Frame (ASF) с применением гибридного подхода в проектировании. Все устанавливаемые на кузов части: двери, крышки, боковые панели и крыша — изготовлены из высокопрочного пластика, усиленного волокнами.
Сочетание алюминиевого сплава и композитного материала, усиленного углеродным волокном, обеспечивает превосходные характеристики жесткости при малом весе. В скором времени Audi начнет использовать эту технологию и при создании серийных автомобилей. Несмотря на сложную схему привода с двумя электродвигателями и аккумулятором высокой емкости, полная масса шоу-кара Audi e-tron, которую показал дисплей весов на Детройтском автосалоне, оказалась всего около 1350 килограммов.
Салон и концепция управления
Визуальные и функциональные особенности, связанные с новой концепцией привода, нашли свое отражение в лаконичном оформлении интерьера. Они устанавливают связь между историческим наследием Audi и новыми чертами бренда. Общая архитектура, органы управления и средства вывода информации выполнены в традиционном стиле Audi — с целью обеспечения легкости и лаконичности интерьера.
Тонкая дуга передней панели плавно переходит в контуры дверей. Поскольку необходимость в установке трансмиссии, коробки передач и кардана отсутствует, дизайнеры воспользовались возможностью для создания компактного и легкого центрального тоннеля и рельефной изогнутой центральной консоли. Утопленный селектор передач, при помощи которого водитель переключает режимы движения «вперед», «назад» и «нейтраль», выдвигается из тоннеля после запуска автомобиля.
Салон Audi e-tron, который олицетворяет собой новый этап развития электромобилей, ориентирован на водителя, что является еще одной характерной чертой Audi. Концепт-кар — первый Audi, оборудованный большим центральным дисплеем с интегрированными функциями интерфейса MMI вместо классической панели приборов. Он расположен между двумя круговыми аналоговыми шкалами.
Управление MMI осуществляется при помощи сенсорной панели на рулевом колесе (MMI touch) — этот элемент позаимствован у современных смартфонов. Само рулевое колесо существенно сплюснуто сверху и снизу — это явный намек на автоспорт.
Смартфон, который можно установить и подключить в передней части центральной консоли, может служить объединяющим звеном между водителем, автомобилем и внешними источниками информации. Водитель может использовать обычный смартфон в подходящей комплектации в качестве автомобильного телефона, адресной книги, навигационной системы и видеоплеера. В то же время его можно использовать и как пульт управления для многих бортовых систем Audi e-tron. Телефоны с поддержкой подобных функций уже выпускаются различными производителями.
Ввести собственный план маршрута или подстроить аудиосистему под индивидуальные параметры — это и многое другое водитель может сделать, не выходя из дома. Смартфон и автомобиль связываются друг с другом по сети мобильной связи, что делает контакт возможным даже на значительных расстояниях.
Система также помогает владельцу следить за безопасностью автомобиля; в диапазоне связи WLAN она может постоянно отслеживать текущее состояние автомобиля, в том числе, проверять, все ли двери и окна закрыты. Например, если представленный в Детройте шоу-кар Audi e-tron припаркован на станции подзарядки, он будет посылать на смартфон водителя сведения о текущем состоянии заряда аккумулятора.
Аналоговый спидометр справа дает водителю информацию о скорости, а приборная шкала слева показывает текущий расход электроэнергии. На центральном дисплее на панели состояния отображается пробег, а также основная информация, поступающая от информационно-развлекательной и навигационной систем. Также дисплей снабжает водителя информацией об окружающей обстановке, получаемой от различных устройств. Приборная панель объединяет цифровой и аналоговый методы представления информации.
Характерной чертой Audi e-tron — а, следовательно, и дальнейших версий электромобилей — является почти полное отсутствие переключателей и таких устройств, как замок зажигания. Управление климатической установкой расположено справа выше рулевого колеса. На дисплее отображается информация о температуре и вентиляции. По аналогии со смартфоном, управление системой осуществляется при помощи сенсорного регулятора.
Выполненные в гоночном стиле чашеобразные сиденья обеспечивают отличную фиксацию и высокий уровень комфорта. С помощью двух контрастных цветов в салоне выделяются две различные зоны. Цветовые решения и высококачественные материалы сочетают изящество и спортивный стиль.
Привод и энергоснабжение
Два асинхронных электродвигателя общей мощностью 204 л.с. (150 кВт) наделяют Detroit showcar Audi e-tron силой и динамикой настоящего спорткара. При необходимости концепт-кар может разогнаться с 0 до 100 км/ч за 5,9 секунды и ускориться с 60 до 120 км/ч за 5,1 секунды. Крутящий момент распределяется между колесами в зависимости от дорожной ситуации и состояния покрытия, обеспечивая отличное сцепление и идеальную управляемость.
Максимальная скорость автомобиля ограничена 200 км/ч, поскольку потребление энергии c ростом скорости возрастает непропорционально. Пробег без подзарядки в комбинированном режиме NECD составляет примерно 250 км.
Аккумулятор заряжается от бытовой сети электроснабжения (230 В, 16 А) при помощи кабеля и розетки. Разъем питания расположен в задней части автомобиля, под крышкой. При полностью разряженной батарее полная зарядка занимает около 11 часов, но высокая сила тока и напряжение (400 В, 32 А) позволяют сократить это время примерно до двух часов.
Аккумулятор заряжается не только когда автомобиль стоит на месте, но и во время движения. Ключевым словом здесь является «рекуперация». Этот способ восстановления энергии и зарядки аккумулятора применяется на некоторых серийных моделях Audi уже сегодня. Во время торможения генератор преобразует кинетическую энергию в электрическую, позже она поступает обратно в систему электроснабжения автомобиля.
Detroit showcar Audi e-tron в его доработанной версии — это решительный шаг в будущее; применение электромеханической тормозной системы означает, что теперь можно использовать рекуперативный потенциал электродвигателей. Гидравлический тормозной суппорт устанавливается на передней оси, а задняя ось снабжена двумя новыми плавающими тормозными суппортами с электроприводом. Привод плавающих суппортов полностью электрический, он не содержит ни одного механического или гидравлического компонента (т.н. электрическое управление торможением). Помимо всего прочего, это снижает потери на трение из-за остаточного скольжения тормозных колодок, когда тормоз не включен.
Такое развязывание педали тормоза позволяет электродвигателям Audi e-tron преобразовывать всю энергию торможения в электричество и позже использовать ее. Электромеханическая тормозная система вступает в действие только во время экстренного торможения. Эти действия незаметны для водителя — он чувствует только предсказуемую и ровно работающую педаль, как при использовании гидравлической тормозной системы.
Тепловой насос — впервые в автомобилестроении
Тепловой насос, впервые примененный в конструкции концепт-кара Audi e-tron, помогает повысить эффективность и дальность пробега без подзарядки. В отличие от двигателей внутреннего сгорания, электрические системы, как правило, не производят достаточного количества побочного тепла для обогрева салона. Другие электромобили оборудованы дополнительными электрическими обогревателями, которые потребляют достаточно много энергии. Тепловой насос, используемый Audi (и широко применяемый при обогреве помещений) — это высокоэффективный механизм, использующий механическую работу для выработки тепла с минимальным потреблением энергии.
Для кондиционирования воздуха в салоне используется высокоэффективная система климат-контроля. Совместно с системой управления тепловыми потоками она также регулирует температуру аккумуляторной батареи. Это обусловлено тем, что для достижения оптимальных рабочих характеристик и максимальной дальности пробега аккумулятор, силовая электроника и электродвигатели должны содержаться в условиях идеальных рабочих температур.
После подключения к станции подзарядки автомобиль при необходимости прогревается с помощью системы управления тепловыми потоками и связанными с ней узлами. В холодную погоду система привода подогревается, в жаркую — охлаждается. При необходимости такое предварительное кондиционирование может производиться и в салоне, чтобы пассажиры могли с комфортом разместиться в уже прогретом или охлажденном автомобиле.
Динамика
Оба двигателя устанавливаются позади колес, ближе к осевой линии автомобиля и позволяют точно контролировать осевую динамику автомобиля. Двигатели действуют по принципу спортивного дифференциала серийных автомобилей Audi, управляя «вектором тяги» и подавая необходимое усилие на каждое колесо. Это улучшает динамику и повышает безопасность автомобиля.
Излишний или недостаточный поворот рулевого колеса можно компенсировать не только подтормаживанием колес, но и точным повышением мощности, длящимся несколько миллисекунд. Концепт-кар сохраняет устойчивость даже под воздействием сильного бокового ускорения и проходит любые повороты уверенно, как по рельсам.
Независимая подвеска передней и задней осей оснащена трапециевидными рычагами, изготовленными из кованых алюминиевых элементов. Такая геометрия, хорошо зарекомендовавшая себя в автоспорте, считается непременным условием обеспечения высокой маневренности, непревзойденной точности и предсказуемой траектории прохождения поворотов. Несмотря на «жесткие» настройки пружин и амортизаторов, подвеска сохранила комфортность.
Реечное рулевое управление прямого действия очень информативно. Электромеханическое усиление рулевого управления изменяется в зависимости от скорости, подача питания осуществляется только во время поворота, но не во время прямолинейного движения.
Чтобы подчеркнуть статус модели, концепт-кар Audi снабжен 19-дюймовыми колесными дисками с дизайном «35 спиц». Покрышки размерностью 235/35 спереди и 255/35 сзади обеспечивают отличное сцепление с дорожной поверхностью. Еще одна особенность покрышек: дизайнеры Audi создали профиль специально для Detroit showcar Audi e-tron.
- Комментарии
