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Audi e-tron Salón Frankfurt
Las prestaciones de conducción no son la única prueba de la estrategia coherente e integral. El mismo diseño deja claro que el e-tron pertenece a la primera división de los vehículos deportivos y el paquete específico tiene en cuenta las condiciones específicas de un vehículo eléctrico: la batería está ubicada directamente detrás de la cabina de pasajeros, lo cual redunda en una óptima ubicación del centro de gravedad y una perfecta distribución de la carga entre los ejes. El e-tron es capaz de distribuir entre las ruedas los potentes pares de sus cuatro motores eléctricos en función de las necesidades. La llamada vectorización del par motor (torque vectoring) proporciona una dinámica fascinante y un inigualable grado de agilidad y precisión en las curvas. Mediante la utilización de numerosos elementos técnicos Audi se encauza por nuevos caminos, algunos de ellos revolucionarios. Se utiliza una bomba de calor para calentar de forma eficiente el habitáculo interior. El sistema de propulsión, la electrónica de potencia y la batería están controlados por un innovador sistema de gestión térmica que constituye un componente decisivo para alcanzar la magnífica autonomía del vehículo sin hacer concesiones en el elevado confort del interior. La interconexión de la electrónica del vehículo con el entorno, la llamada comunicación Car-to-X, abre las puertas de una nueva dimensión en términos de optimización de la eficiencia, la seguridad y el confort. Concepto Los sistemas de propulsión eléctrica revisten, hoy por hoy, un papel totalmente marginal. Los primeros vehículos de este tipo circulaban ya desde antes del 1900 por las carreteras y, a pesar de ello, en el año 2009 ningún gran fabricante de grandes series cuenta en su programa con un vehículo propulsado exclusivamente por batería. En Alemania, la flota de vehículos eléctricos matriculados se sitúa en la actualidad en menos de 1.500 unidades, lo cual corresponde al 0,035%.
En cualquier caso, hasta que los vehículos eléctricos estén suficientemente maduros para su fabricación en grandes series todavía quedan muchos puntos por resolver. El mayor reto reside en la integración del acumulador energético; en función de la autonomía y la potencia, la batería de tracción resulta pesada y requiere un gran espacio de instalación dentro del vehículo. Para compensar estas desventajas, Audi se adentra por un nuevo camino: un enfoque integral con un paquete específico para el vehículo, un sistema consecuente de construcción ligera y una concepción de todos los componentes que se ajusta de manera óptima al sistema de propulsión eléctrica. Audi e-tron: el enfoque integral El desarrollo más importante alcanzado en el ámbito de las baterías para los sistemas de propulsión eléctrica son las celdas de iones de litio. Numerosos expertos trabajan en todo el mundo con el fin de seguir perfeccionándola para su utilización en el vehículo; los objetivos principales son la reducción del peso y el incremento tanto de la capacidad como de la potencia. También Audi ha optado por esta tecnología tanto para un vehículo de serie híbrido (como la futura versión del Q5) como para el prototipo e-tron.
Por ese motivo, el equipo de Audi centró su atención en el vehículo en su totalidad, lo cual repercute en la extensión del pliego de condiciones.
Diseño y paquete específico
Todos los faros están concebidos utilizando la altamente eficiente tecnología LED; es una cuestión de honor para Audi, pionera a escala mundial en este ámbito. Los faros son el elemento central de un sistema de asistencia para iluminación 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 se acercan vehículos en el 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 Audi e-tron ya no incorpora faros antiniebla convencionales, que requieren energía adicional; en lugar de ello varía la luz de cruce de forma inteligente: el faro ilumina un área más ancha, reduciendo así claramente el autodeslumbramiento. 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 a los diseñadores de Audi unas posibilidades de diseño tan grandes como la misma forma de la carrocería. Un nuevo elemento de diseño específico del e-tron son las entradas de aire en la parrilla Singleframe y delante de los pasarruedas traseros. En su estado inicial se encuentran cerradas a ras de la carrocería y se abren por medio de válvulas cuando aumenta la demanda de aire de refrigeración. También esta medida contribuye a obtener la máxima eficiencia; el prototipo brilla de por sí por un reducido coeficiente Cx, un valor que mejora aún más con las válvulas cerradas.
1,90 metros de ancho con sólo 4,26 metros de largo y 1,23 metros de alto: estas son las proporciones de un superdeportivo. 2,60 metros de batalla dejan abundante espacio entre los ejes para albergar tanto a los pasajeros como la tecnología que incorpora el vehículo. Como en un deportivo con motor central, la cabina del e-tron está generosamente desplazada hacia el eje delantero, lo cual deja delante del eje trasero espacio suficiente para el modulo de batería, que pesa alrededor de 470 kg, el convertidor y la electrónica de potencia. Los dos motores eléctricos equipados con sistema de refrigeración propio están situados detrás del eje trasero. Los motores eléctricos frontales se ubican en el eje delantero, y su refrigeración se halla dispuesta delante de ellos. Este paquete especial (la distribución del peso es de 42:58) garantiza un equilibrio perfecto del que se beneficia la dinámica de conducción del e-tron. 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. Para el e-tron los ingenieros de Audi han recurrido a una de las principales competencias de la empresa: la estructura de la carrocería se basa en la tecnología Audi Space Frame (ASF) y se ha elaborado en construcción híbrida. Todas las piezas de montaje (puertas, portones, tapas, 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. A pesar del complejo diseño de propulsión con los cuatro motores eléctricos y el potente sistema de batería, el peso total del Audi e-tron es tan sólo de unos 1.600 kg. Interior y sistema de manejo Las referencias visuales y funcionales al nuevo concepto de propulsión determinan el 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 flujo de información que redunda en una construcción ligera perceptible y una impresión global de orden.
También el cockpit del e-tron 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 extraíble 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. Mientras que un velocímetro analógico informa a la derecha sobre la velocidad, a la izquierda el conductor recibe 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 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 teléfono inteligente). Los asientos anatómicos de construcción ligera inspirados en el deporte del motor combinan una sujeción lateral excelente con un extraordinario confort. Dos colores contrastados (blanco nieve y cognac) estructuran las distintas zonas del habitáculo interior y, al igual que la gran calidad de los materiales utilizados, se encargan de aunar en un único vehículo la elegancia y la deportividad. Sistema de propulsión y suministro de energía Cuatro motores eléctricos asíncronos con una potencia total de 230 kilovatios (313 CV) proporcionan al Audi e-tron las prestaciones de un deportivo de alto rendimiento. En caso necesario, el prototipo acelera de 0 a 100 km/h en 4,8 segundos y de 60 a 120 km/h en 4,1 segundos. En función de la situación de conducción y las características del firme, el par motor fluye a 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 248 km. Este excelente valor es posible gracias al enfoque integrado del vehículo, la técnica especialmente adaptada al sistema de propulsión eléctrica, todo ello combinado con la más moderna tecnología en materia de batería. El bloque de baterías ofrece un suministro energético total de alrededor de 53 KW/h, la parte utilizable está limitada a 42,4 KW/h para incrementar la vida útil del sistema. Audi apuesta en el caso de las baterías por una refrigeración por líquido. 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. Con la batería descargada, el tiempo de recarga oscila entre 6 y 8 horas, si se utiliza corriente de alta tensión (400 voltios/63 amperios), dicho periodo se reduce a tan sólo unas 2,5 horas. Para incrementar el nivel de confort durante la recarga, los ingenieros de Audi están trabajando en una solución sin cables. La estación de carga por inducción, que puede colocarse en el garaje de casa o en edificios de aparcamiento especiales, se activa automáticamente al anclar el vehículo en la base. Actualmente ya se utiliza este tipo de técnica de forma parecida para la recarga de los cepillos de dientes eléctricos. 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 la energía en la batería está disponible en la actualidad en muchos modelos de serie de Audi. Al decelerar, el alternador transforma la energía cinética en energía eléctrica que a continuación alimenta en la red de a bordo.
Debido al desacoplamiento del pedal de freno, los motores eléctricos del e-tron pueden transformar toda la energía de deceleración en corriente eléctrica y de esta forma volver a 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. Innovación en el automóvil: la bomba de calor También la bomba de calor, un elemento novedoso dentro de la tecnología automovilística, permite incrementar la eficiencia y la autonomía. A diferencia de lo que ocurre en un motor de combustión, según el modo de funcionamiento, el sistema de propulsión eléctrica 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 interior se cuenta con un climatizador extremadamente eficiente que, en cooperación con la gestión térmica, también se encarga de atemperar la batería de alto voltaje. 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 el momento en el que el vehículo está conectado a una estación de recarga, la 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 distribución regular de la fuerza motriz está claramente diseñada para favorecer el eje trasero, de acuerdo con la distribución de pesos del e-tron: de forma parecida a lo que sucede en un deportivo con motor central, alrededor del 70% de las fuerzas se dirige hacia atrás y un 30% hacia delante. Cuando en uno de los ejes se produce un patinaje, esta proporción puede modificarse de forma variable gracias a los cuatro motores eléctricos controlados de forma centralizada; el automóvil eléctrico de Audi integra con ello todas las ventajas de la tecnología quattro. Los cuatro motores, que también en aras de una potente tracción se sitúan detrás de las ruedas a modo de tracción de rueda, permiten asimismo controlar de forma inteligente la dinámica transversal del e-tron. De forma parecida al diferencial deportivo en los vehículos quattro 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 como la seguridad de conducción del e-tron. 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 el eje delantero brazos triangulares dobles y en el eje trasero brazos trapezoidales 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 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 con novedoso diseño de láminas, y los neumáticos de dimensiones 235/35 delante y 295/30 detrás proporcionan todo el agarre necesario. Comunicación Car-to-X
El término comunicación Car-to-X hace referencia al intercambio directo de datos entre los vehículos en circulación y el entorno del tráfico. La letra X constituye una variable libre y se refiere tanto a otros vehículos como a la infraestructura fija, por ejemplo las instalaciones de semáforos. Contrariamente a lo que sucede con los actuales sistemas telemáticos, la comunicación Car-to-X ya no requiere la existencia de un prestador de servicios central para agrupar y procesar la información de forma rápida y efectiva; los distintos participantes se encargan de hacerlo ellos mismos, interconectándose de forma espontánea entre sí. La futura red Car-to-X exige, teniendo en cuenta la realidad del tráfico rodado, una cierta fase de preparación y adaptación. No obstante, esta dificultad puede superarse, puesto que ya hace tiempo que prácticamente todos los fabricantes de automóviles de Europa, los EE.UU. y Japón han decidido desarrollar un estándar común para hardware y software. Si todos los vehículos nuevos se equipan con esta tecnología, al poco tiempo existirá, al menos en las aglomeraciones urbanas, una red funcional de emisores rodantes.
15 de Septiembre de 2009
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