AUDI E-TRON Vehiculo Concept

         

Audi presenta otra variante del vehículo eléctrico en el Detroit-Showcar

En el primer gran Salón del Automóvil del año 2010 Audi presenta el prototipo de un contundente y purista deportivo compacto con sistema de propulsión exclusivamente eléctrico. El Detroit-Showcar Audi e-tron, que así se llama este biplaza de 3,93 metros de largo, 1,78 metros de ancho y apenas 1,22 metros de alto, es el segundo coche concepto eléctrico que la marca de los cuatro aros presenta en pocos meses, tras el debut del Audi e-tron en el Salón Internacional del Automóvil del Fráncfort (IAA) 2009.

Gracias al reducido peso total del Detroit-Showcar Audi e-tron, que apenas asciende a unos 1.350 kg, los potentes motores ubicados en el eje trasero proporcionan unas prestaciones dignas de su categoría. Dos motores eléctricos, con una potencia conjunta de 204 CV (150 KW) y 2.650 Nm de par motor, aceleran al Coupé con carrocería de aluminio en construcción ASF de los 0 a los 100 km/h en tan sólo 5,9 segundos. Para acelerar de los 60 a los 120 km/h el Audi e-tron apenas requiere 5,1 segundos.

El Detroit-Showcar Audi e-tron es capaz distribuir el potente par de sus motores eléctricos entre las ruedas en función de la necesidad. La denominada vectorización del par motor (torque vectoring) proporciona sorprendentes cotas de precisión en marcha y una excelente tracción. El Audi e-tron también ha de agradecer a su reducido peso, a la corta batalla y a una repartición de pesos especialmente óptima para el dinamismo, el poder presumir del comportamiento en marcha de un kart: ágil, preciso en las curvas y neutro al aproximarse a la zona límite.

Las baterías de iones de litio, ubicadas detrás del habitáculo y delante del eje trasero en beneficio de un óptimo centro de gravedad, proporcionan un contenido energético útil de 45 kilovatios por hora. Esto supone una autonomía de hasta 250 kilómetros.

Como ya sucediera en el primer prototipo del e-tron presentado en Fráncfort, en este caso Audi también emplea en todos los componentes relacionados con el sistema de propulsión eléctrico un concepto integral y a menudo revolucionario en lo que respecta a numerosas soluciones específicas. Se utiliza una bomba de calor para calentar de forma eficiente el habitáculo. Los motores, la electrónica de potencia y la batería son gestionados por un innovador sistema de gestión térmica; un componente decisivo que permite obtener una mayor autonomía al tiempo que proporciona un excelente confort en el habitáculo.

Diseño y paquete específico

Con el Detroit-Showcar Audi e-tron, la marca de los cuatro aros presenta otra variante de un vehículo con sistema de propulsión eléctrico. El poderoso, ancho y fornido cuerpo del vehículo se muestra extremadamente compacto y purista, en parte debido a la corta batalla, de sólo 2,43 metros, tan característica de los deportivos; en comparación con R8 este valor es incluso 22 centímetros menor.

El frontal y la baja curva del techo se han trazado de modo que forman una sola línea arqueada que hace posible identificar de inmediato a este biplaza como un Audi. Los laterales también muestran una silueta conocida: el diseño de la línea dinámica por encima de las taloneras y el ensanchamiento de los pasos de rueda, tan característico de los modelos R de Audi, unen el frontal, los laterales y la zaga en un cuerpo monolítico, al tiempo que realzan con intensidad los pasos de rueda redondos típicos de Audi, con grandes ruedas de 19 pulgadas. El frontal, que se estrecha notablemente en su parte delantera, otorga al Detroit-Showcar Audi e-tron unas proporciones básicas con una evidente forma de cuña.

1,78 metros de ancho con sólo 3,93 metros de largo y 1,22 metros de alto: estas son las clásicas dimensiones de un deportivo. Delante del eje trasero queda espacio para la unidad de la batería, con un peso de unos 399 kilogramos, incluidos el convertidor y la electrónica de potencia.

Los dos motores eléctricos equipados con sistema de refrigeración propio están situados sobre el eje trasero. Esta construcción específica (la distribución del peso es de 40:60) garantiza un equilibrio perfecto del que se beneficia la dinámica de conducción del Audi e-tron.

El afilado frontal se caracteriza por el trapecio de la parrilla Singleframe, flanqueada a ambos lados por grandes entradas de aire. Éstas se fusionan en su parte superior con las estrechas bandas de los módulos de los faros adaptive matrix beam con cubiertas de cristal transparente. Todos los grupos ópticos se han fabricado con la extraordinariamente eficiente tecnología LED.

Los faros son el elemento central de un sistema de asistencia para iluminación completamente automático que reacciona de forma flexible ante cualquier situación. La nueva tecnología reconoce las condiciones climatológicas y adapta la iluminación en caso de lluvia o niebla. El corazón técnico del sistema de asistencia para la iluminación es una cámara que, en cooperación con un rápido ordenador, detecta el tráfico que circula en sentido contrario, identifica las marcas de carril sobre el firme y puede medir las distancias de campo visual, por ejemplo, en caso de niebla.

Si algún vehículo se aproxima en sentido contrario, la luz de carretera pasa de forma selectiva a luz de cruce para la zona de iluminación correspondiente. El sistema de iluminación en curva analiza los datos de la navegación e ilumina las curvas antes de que el conductor entre en ellas. El Detroit-Showcar Audi e-tron ya no incorpora faros antiniebla convencionales, que requieren energía adicional, sino que en su lugar varía la luz de cruce de forma inteligente: en caso de niebla, por ejemplo, los faros amplían el campo horizontal de iluminación, de modo que el reflejo de la luz no deslumbra al conductor.

La variabilidad de los faros queda patente también en el diseño. En función de la velocidad de marcha y las condiciones del entorno, los elementos LED cambian de aspecto y modifican con ello las características del frontal del vehículo. Esta innovadora tecnología de iluminación ofrece ya a los diseñadores de Audi unas posibilidades de diseño tan grandes como la misma forma de la carrocería.

Un elemento de diseño específico de un vehículo eléctrico desarrollado por Audi, como el Audi e-tron, son las entradas de aire en la parrilla Singleframe y detrás de las ventanillas laterales, en los montantes C. En su estado inicial se encuentran cerradas a ras de la carrocería, y al aumentar la demanda de aire de refrigeración, las láminas retroceden para abrirlas. Para optimizar el flujo de aire también se abren las láminas ubicadas encima de la unidad de propulsión.

Estas medidas también se traducen en una máxima eficiencia: el prototipo sorprende por su reducido valor CX, que es incluso mejor con las láminas cerradas.

La carrocería ASF

En los vehículos eléctricos, contar con una construcción ligera consecuente resulta aún más importante que en los vehículos con motores convencionales y supone un requisito decisivo en términos de eficiencia y autonomía. Al mismo tiempo, la construcción ligera es la base fundamental para conseguir una sorprendente dinámica de marcha. En el Detroit-Showcar Audi e-tron, los ingenieros de Audi han recurrido a una de las especialidades de la casa: la estructura de la carrocería se basa en la tecnología Audi Space Frame (ASF) y se ha fabricado en construcción híbrida. Todas las piezas de montaje (puertas, portones, paneles laterales y techo) están fabricadas en material sintético reforzado con fibras.

La combinación de aluminio y material compuesto de fibra de carbono garantiza la máxima rigidez con un peso reducido; Audi utilizará pronto esta tecnología de forma parecida para la producción en serie de futuros modelos. A pesar del complejo diseño de propulsión con los dos motores eléctricos y el potente sistema de batería, el peso total del prototipo Audi e-tron que se presenta en Detroit es tan sólo de unos 1.350 kg.

Interior y sistema de manejo

Las referencias visuales y funcionales al nuevo concepto de propulsión determinan el purista diseño del interior creando un vínculo entre los reputados genes de Audi y los nuevos enfoques formales adoptados. En este punto también resulta típico del lenguaje de formas de la marca el minimalismo en términos de arquitectura, manejo y suministro de información que redunda en una construcción ligera perceptible y una impresión global de orden.

El delgado arco del cuadro de mandos se prolonga lateralmente hacia el revestimiento de las puertas. Los diseñadores aprovecharon la ocasión para crear un túnel central y una consola central convexa especialmente ligeros y esbeltos, puesto que no había que tener en cuenta ni caja de cambios, ni mecanismo del cambio de marchas, ni túnel del árbol cardán. La perfectamente integrada palanca de selección, que permite al conductor seleccionar las marchas hacia adelante / atrás / punto muerto, emerge del túnel al arrancar el vehículo.

También el cockpit del Audi e-tron, que representa una nueva fase de desarrollo de un vehículo eléctrico, se orienta hacia el conductor, lo cual constituye otra característica típica de la marca. En lugar del clásico cuadro de mandos, el prototipo incorpora como primicia en Audi una gran pantalla central fija con funciones MMI integradas; dicha pantalla está flanqueada por dos instrumentos circulares.

El MMI se controla a través de un campo de desplazamiento con superficie táctil situado en el volante (MMI touch), un elemento inspirado en los teléfonos inteligentes (smartphones) modernos. El volante en sí está visiblemente achatado en su parte superior e inferior, evocando el diseño característico del deporte del motor.

El punto de unión entre el vehículo, el conductor y las fuentes de información externas viene dado por un smartphone que se integra en la zona delantera de la consola central. El conductor puede utilizar cualquier smartphone disponible en el mercado que disponga de la tecnología adecuada como teléfono de automóvil, base de datos de la agenda, navegador y reproductor de música y vídeo. Y además puede utilizarlo simultáneamente como unidad de mando de numerosos sistemas de vehículo específicos del Audi e-tron. Hoy en día ya existen en el mercado numerosos terminales de móvil de diferentes fabricantes compatibles con todas estas funciones.

De esta forma, el conductor puede por ejemplo introducir, ya desde su vivienda, la planificación de una ruta, o regular el sistema de sonido según sus preferencias individuales. La comunicación entre el smartphone y el vehículo se realiza a través de la red de telefonía móvil, incluso a grandes distancias.

El sistema también ofrece una función de seguridad al propietario: dentro del alcance de la red WLAN podrá comprobar en todo momento el estado actual del vehículo, como por ejemplo, si están cerradas las puertas y ventanas. Si el prototipo Audi e-tron que se presenta en Detroit se encuentra aparcado en una estación de carga, también envía el estado de carga actual al smartphone del conductor.

Mientras que un indicador de velocidad analógico informa a la derecha del conductor sobre la velocidad, en el instrumento redondo de la izquierda se puede consultar la información sobre la potencia generada. La pantalla central muestra la autonomía en la línea de estado y presenta todos los datos importantes del sistema Infotainment y de la navegación. Además proporciona al conductor los datos relevantes de la comunicación de su vehículo con el entorno. Los instrumentos combinan el mundo analógico y el digital en una sola unidad.

Resulta característico del concepto Audi e-tron, y con ello característico de una nueva fase de desarrollo de un vehículo eléctrico, la casi completa eliminación de conmutadores y pequeños componentes como la cerradura de encendido. La unidad de mando del climatizador se encuentra situada a la derecha del volante; la pantalla informa sobre la temperatura y la ventilación. El sistema se controla a través de un regulador deslizante táctil (igual que en un smartphone).

Los asientos anatómicos de construcción ligera, inspirados también en el deporte del motor, combinan una sujeción lateral excelente con un extraordinario confort. Dos colores contrastados dividen las diferentes zonas del interior. Al igual que los materiales de alta calidad, fusionan elegancia y deportividad.

Sistema de propulsión y suministro de energía

Dos motores eléctricos asíncronos con una potencia total de 150 kilovatios (204 CV) confieren al Detroit-Showcar Audi e-tron las prestaciones de un verdadero deportivo. En caso necesario, el prototipo acelera de 0 a 100 km/h en 5,9 segundos y de 60 a 120 km/h en 5,1 segundos. En función de la situación de conducción y las características del firme, el par motor fluye hasta las ruedas de forma selectiva, lo cual tiene como resultado las sobresalientes prestaciones de tracción y maniobrabilidad que ofrece el vehículo.

La velocidad máxima está limitada a 200 km/h, dado que, con la velocidad, la demanda energética de los motores eléctricos se incrementa de forma sobreproporcional. En modo de conducción mixta, la autonomía se sitúa de acuerdo con el nuevo ciclo europeo de conducción (NEFZ) en unos 250 km.

El acumulador eléctrico se recarga a través de un cable con enchufe que va conectado a la red eléctrica doméstica (230 voltios/16 amperios); el enchufe se encuentra debajo de una tapa en la parte trasera del vehículo. El tiempo de carga con la batería descargada es de unas 11 horas, aunque con corriente de alta tensión (400 voltios, 32 amperios) este tiempo se reduce a unas dos horas.

La batería no se alimenta únicamente en modo estacionario, sino también durante la marcha, lo que se conoce como recuperación. Esta forma de recuperación y realimentación de energía en la batería está disponible ya a día de hoy en muchos modelos de fabricación en serie de Audi. Al frenar, el alternador transforma la energía cinética en energía eléctrica que a continuación alimenta en la red de a bordo.

La fase de desarrollo del Detroit-Showcar Audi e-tron da un nuevo paso decisivo hacia el futuro: un sistema de frenos electromecánico permite aprovechar el potencial de recuperación de los motores eléctricos. En el eje delantero hay pinzas hidráulicas, y en el eje trasero se han instalado dos modernas pinzas flotantes, accionadas eléctricamente, que no se activan mediante elementos de transmisión mecánicos o hidráulicos, sino por cable (brake by wire). Además, cuando el vehículo circula sin aplicar los frenos no se producen pérdidas por fricción debidas a momentos de fricción residual.

Debido al desacoplamiento del pedal del freno, los motores eléctricos del Audi e-tron pueden transformar toda la energía de frenado en energía eléctrica, y de este modo recuperarla. El sistema de frenos electromecánico no se activa hasta que se producen deceleraciones de mayor intensidad. El conductor no se da cuenta de los procesos de regulación, sólo percibe una respuesta del pedal previsible y constante, como en el caso de un freno hidráulico.

Novedad en un automóvil: la bomba de calor

La bomba de calor, utilizada por primera vez en un automóvil en el prototipo Audi e-tron presentado en Fráncfort, también contribuye al aumento de la eficiencia y de la autonomía. A diferencia de lo que ocurre en un motor de combustión, el sistema de propulsión eléctrico no produce suficiente calor residual como para calentar de forma eficaz el interior del vehículo. Otros vehículos eléctricos incorporan calefacciones adicionales eléctricas que provocan un consumo energético comparativamente elevado. La bomba de calor que utiliza Audi, conocida por su aplicación en los edificios, es un sistema combinado de potencia y calor altamente eficiente que permite calentar con un mínimo de suministro energético.

Para la refrigeración del habitáculo se cuenta con un climatizador extremadamente eficiente que, en cooperación con el sistema de gestión térmica, también se encarga de acondicionar la temperatura de la batería de alto voltaje. Y es que la batería, la electrónica de potencia y los motores eléctricos tienen que mantenerse a su correspondiente temperatura de servicio ideal para poder alcanzar el nivel óptimo de potencia y autonomía.

En cuanto el vehículo se conecta a una estación de recarga, el sistema de gestión térmica y los sistemas pertinentes se encargan de preacondicionar el vehículo como corresponde: si hace frío, el sistema de propulsión se precalienta, si hace calor se refrigera. En caso necesario puede extenderse ese preacondicionamiento al interior del vehículo para que los pasajeros puedan entrar en un vehículo adaptado a sus requisitos de confort.

Dinámica de conducción

La transmisión de la fuerza se lleva a cabo a través de las ruedas traseras, de acuerdo con la distribución del peso (40:60) del Audi e-tron.

Los dos motores independientes, que también en aras de una potente tracción se sitúan en el centro del vehículo entre las ruedas a modo de tracción de rueda, permiten asimismo controlar de forma inteligente la dinámica transversal del Detroit-Showcar Audi e-tron. De forma parecida al diferencial deportivo en los vehículos Audi de serie, permiten la denominada vectorización del par motor (torque vectoring), o sea, la aceleración selectiva de alguna de las ruedas, lo cual incrementa aún más tanto el dinamismo del sistema de propulsión eléctrico de nuevo desarrollo del Detroit-Showcar Audi e-tron como su seguridad de conducción.

El subviraje y el sobreviraje pueden compensarse no sólo mediante intervenciones individuales en los frenos, sino también por medio de un incremento de la potencia con una precisión de milisegundos. El prototipo se comporta de forma ejemplarmente neutra incluso con aceleraciones transversales máximas y se propulsa por las curvas como si rodara sobre raíles.

El tren de rodaje lleva instalados en los ejes delantero y trasero brazos triangulares dobles compuestos por elementos de fundición de aluminio, una geometría que se ha consagrado en el deporte del motor como condición óptima para una elevada agilidad, una precisión sin concesiones y un autoviraje exactamente definido. A pesar del ajuste rígido de muelles y amortiguadores, éstos ofrecen no obstante un alto grado de comodidad.

La dirección de cremallera de ajuste directo transmite una respuesta extraordinariamente diferenciada. La dirección asistida funciona de forma electromecánica y en función de la velocidad; el Detroit-Showcar Audi e-tron requiere energía sólo para maniobrar, pero no cuando avanza en línea recta.

De acuerdo con su categoría, el prototipo de Audi calza ruedas de 19 pulgadas en diseño de 35 radios, y los neumáticos de dimensiones 235/35 delante y 255/35 detrás proporcionan el mejor agarre. Una peculiaridad más de los neumáticos: su perfil ha sido creado por los diseñadores de Audi expresa y exclusivamente para el Detroit-Showcar Audi e-tron.

 

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AUDI E-TRON II

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