Audi A3 Sportback e-tron

A3 Sportback e-tron jest kompaktowym samochodem segmentu premium marki Audi. Od zera do 100 km/h przyspiesza w 7,6

sekundy i osiąga maksymalną prędkość 222 km/h. Emisja dwutlenku węgla mierzona wg norm ECE obowiązujących dla pojazdów hybrydowych, wynosi średnio 35 g na jeden km, co odpowiada zużyciu 1,5 l benzyny na 100 km. Dzięki filozofii wytwarzania ram i nadwozi z jak najlżejszych materiałów, tak by osiągnąć jak najmniejszą wagę pojazdu, ten pięciodrzwiowy samochód waży poniżej 1580 kg, oferując wystarczająco dużo miejsca dla pięciu osób i bagażu.

Benzynowy silnik 1.4 TFSI montowany w tym modelu, to jedna z najnowocześniejszych jednostek napędowych w portfolio Audi. Co ciekawe, silnik zamontowano w pozycji przesuniętej o kilka centymetrów w prawo – patrząc w kierunku jazdy – tak, by zrobić miejsce dla komponentów instalacji wysokiego napięcia. Ciężar skrzyni korbowej wykonanej z aluminiowego odlewu kokilowego wynosi poniżej 100 kg.Czterocylindrowy silnik spalinowy naszpikowany jest najnowszymi rozwiązaniami obejmującymi m.in.  zmniejszenie zakresu tarcia, innowacyjną budowę turbosprężarki, chłodzenie powietrza doładowującego i zarządzanie temperaturą. Cechą szczególną auta jest sposób, w jaki kolektor wylotowy zintegrowano z głowicą silnika. Dzięki niemu, po uruchomieniu zimnego silnika, ciecz chłodząca bardzo szybko osiąga prawidłową temperaturę, a przy pełnym obciążeniu płaszcz wodny obniża temperaturę spalin.Mając na uwadze duży zasięg w trybie jazdy elektrycznej, wynoszący nawet do 50 km, wydaje się, że wielu kierowców będzie rzadko korzystało z silnika spalinowego Audi A3 Sportback e-tron.

Kolejna innowacja związana z zastosowaniem hybrydy typu plug-in to fakt, że silnik TFSI aktywuje się dopiero przy gwałtownym, silnym naciśnięciu pedału gazu, również podczas ruszania przy dużym obciążeniu. Dlatego konstruktorzy zastosowali w nim szereg rozwiązań mających na celu zwiększenie bezpieczeństwa. Zmodyfikowano m.in. gładzie cylindrów i pierścieni tłokowych oraz czujnik mierzący jakość oleju. Rozwijający moc 110 kW (150 KM) i moment obrotowy 250 Nm silnik 1.4 TFSI, to bardzo silna jednostka. Maksymalny moment obrotowy jest dostępny w przedziale od 1750 do 4000 obrotów, co doskonale harmonizuje z silnikiem elektrycznym. Ten z kolei, praktycznie zaraz po starcie, generuje swój maksymalny moment obrotowy 330 Nm, który jest stały w szerokim zakresie aż do ok. 2200 obrotów. Moc maksymalna jednostki elektrycznej wynosi 75 kW. Moc systemowa Audi A3 Sportback e-tron to łącznie 150 kW (204 KM), a systemowy moment obrotowy – 350 Nm. Wspólna praca silnika elektrycznego i spalinowego umożliwia pokonanie drogi o łącznej długości aż do 940 km. Osiągi A3 Sportback e-tron świadczą o jego sportowym charakterze. Sprint od zera do 60 km/h zajmuje mu zaledwie 4,9 sekundy.

Silnik elektryczny zaprojektowano jako stale aktywną jednostkę synchroniczną. Waży 34 kg i jest chłodzony płaszczem wodnym cyrkulującym w statorze. Jednostkę umieszczono pomiędzy dwumasowym kołem zamachowym silnika i zaprojektowaną na nowo blokadą hydrokinetycznego przetwornika momentu obrotowego – sprzęgłem konwertera K0. Przy zapłonie, silnik TFSI jest przyłączany do silnika elektrycznego za pomocą sprzęgła. Gdy osiągnie taką liczbę obrotów jak silnik elektryczny, sprzęgło zamyka się. Proces ten przebiega w dziesiętnych częściach sekundy, jest płynny i wysoce precyzyjny.
Silnik elektryczny oraz sprzęgło konwertera K0 zintegrowano z nową sześciostopniową przekładnią automatyczną e-S tronic, przekazującą moc na przednie koła. Jak wszystkie dwusprzęgłowe skrzynie biegów Audi, przekładnia podzielona jest na dwie części, które obsługują dwa sprzęgła wielopłytkowe K1 i K2. Przełączanie biegów odbywa się poprzez zmianę sprzęgieł. Trwa ono jedynie kilka setnych sekundy i przebiega bez wyczuwalnych przerw w sile ciągu.

Zależnie od poziomu naładowania, napięcie wynosi od 280 do 390 Volt. Akumulator zbudowano z 96 ogniw pryzmatycznych, pogrupowanych w osiem modułów, po dwanaście ogniw każdy. Łącznie z komponentami elektronicznymi – kontrolerem zarządzania akumulatorem (Battery Management Controller) i skrzynką przyłączeniową akumulatora (Battery Junction Box) – system waży 125 kg. Jego obudowę połączono z podłogą samochodu śrubami, w pięciu punktach mocujących. Dolną część obudowy wykonano z aluminium.Skomplikowane chłodzenie cieczą sprawia, że temperatura akumulatora nie wykracza poza ustalony zakres. Kierowca Audi A3 e-tron może zarówno latem, jak i zimą, przy ujemnych temperaturach otoczenia, uruchomić samochód używając jedynie silnika elektrycznego. Cztery płyty chłodzą osiem modułów akumulatora wysokiego napięcia. Chłodzenie posiada własny obieg niskich temperatur, który wykorzystuje chłodnicę umieszczoną w komorze silnika. W razie potrzeby, można ją połączyć z klimatyzacją, a nawet podzielić na dwa obiegi cząstkowe.

Podczas kolizji, jeśli aktywują się napinacze pasów bezpieczeństwa lub poduszki powietrzne, system wysokiego napięcia jest automatycznie odcinany. Płaski akumulator zamontowano pod tylnym siedzeniem – w miejscu, w którym elementy wykonane ze stali o wysokiej i najwyższej wytrzymałości tworzą szczególnie trwałą konstrukcję. Jej obudowa i wnętrze wykonane są z równie wytrzymałych materiałów.Nad tylna osią umieszczono akumulator 12-voltowy dla odbiorników prądu o niskim napięciu

oraz 40-litrowy zbiornik paliwa. Oba elementy prawie nie zmniejszają pojemności bagażnika Audi A3 Sportback e-tron, która wynosi 280 l, a po złożeniu oparć tylnych siedzeń wzrasta do 1120 l.

Audi seryjnie wyposaża model A3 Sportback e-tron w uniwersalny przewód ładowania. Dzięki wymiennej wtyczce, kabel można podłączyć zarówno do gniazdek domowych, jak i do przemysłowych. Wtyczki wykonano zależnie od wymogów danego kraju, tak by ładowanie Audi A3 Sportback e-tron było możliwe na całym świecie.W celu wygodnego używania w gospodarstwie domowym, kabel można umieścić w specjalnym schowku ściennym. Nawet taki szczegół wykonano w stylistyce Audi. Dzięki temu że schowek jest zamykany, urządzenia do ładowania chronione są przed kradzieżą również podczas ich użytkowania na zewnątrz. Przewód doprowadza do pojazdu prąd z ogólnodostępnej sieci elektrycznej. Gniazdo znajduje się w obudowie chłodnicy Singleframe, za logo Audi, które można przesunąć. Znajduje się tam dioda wskazująca status używania gniazda i dwa przyciski, pozwalające na wybór dwóch sposobów ładowania: opóźnionego, sterowanego przez timer i natychmiastowego. W pojeździe pobrany prąd zmienny przetwarzany jest za pomocą odpowiedniego przetwornika na prąd stały i wprowadzany do akumulatora. Pełne ładowanie przy wykorzystaniu gniazda przemysłowego trwa nieco ponad dwie godziny. Natomiast ładowanie przy wykorzystaniu zwykłego gniazdka, dostępnego w każdym gospodarstwie domowym, trwa ok. trzech godzin i 45 minut. Audi prowadzi intensywne starania, by pozyskać do współpracy jednego z operatorów dostarczających energię elektryczną pozyskiwaną z odnawialnych źródeł, ponieważ tylko jej

wykorzystanie zapewnia ekologiczny charakter mobilności elektrycznej.

Kolejnym projektem, który Audi ma zamiar rozwijać w nieco dalszej przyszłości, jest automatyczne, bezkontaktowe ładowanie Audi wireless charging. Taki proces odbywa się za pomocą zmiennego pola magnetycznego rozpościerającego się pomiędzy stacjonarną płytą ładującą umieszczoną na podłożu i przenośną płytą w samochodzie, czyli w podobny sposób jak ładowanie elektrycznej szczoteczki do zębów.Układ elektroniczny, umieszczony w komorze silnika, przetwarza zmagazynowany prąd stały w trójfazowy prąd zmienny, potrzebny silnikowi. Wykorzystuje do tego sześć wysokiej mocy tranzystorów. Układ, zawierający przetwornik napięcia, pozwalający na połączenie z 12-woltową siecią pojazdu, jest lekki i ma kompaktową konstrukcję. Razem z urządzeniem ładującym, korzysta z tego samego obiegu chłodzącego co akumulator trakcyjny.
Elektryczna jazda nie byłaby możliwa bez innych, równie ważnych szczegółów. Kompresor klimatyzacji ma napęd elektryczny, zintegrowany z siecią wysokiego napięcia w pojeździe. Termoelektryczny podgrzewacz i korzystające z silnika benzynowego ogrzewanie postojowe, są odpowiedzialne za ogrzewanie wnętrza.

Układ zarządzania napędem hybrydowym dostosowuje jego funkcjonowanie do pracy jednostki elektrycznej. Aż do średnich obciążeń, silnik elektryczny - tu jako alternator - wytwarza większą część mocy. Odzyskaną energię kieruje do akumulatora trakcyjnego. Hamowanie następuje dopiero wtedy, gdy kierowca mocniej wciśnie pedał hamulca. Rekuperacja podczas hamowania to jeden z kilku trybów operacyjnych Audi A3 Sportback e-tron. Start odbywa się prawie zawsze w trybie

elektrycznym. Wyjątkiem mogą być niskie temperatury otoczenia, ekstremalny upał lub niski poziom naładowania akumulatora. Wysoki moment obrotowy silnika elektrycznego pozwala temu sportowemu kompaktowi dynamicznie przyśpieszać. Prędkość 60 km/h osiąga w czasie 4,9 sekundy. Start od zera przebiega cicho, ale z dużą siłą.

Korzystając z napędu elektrycznego, Audi A3 e-tron osiąga prędkość maksymalną do 130 km/h. Samochód mógłby pojechać szybciej, ale nie byłoby to ekonomiczne. Przy stałej prędkości 100 km/h, zazwyczaj pracuje tylko silnik elektryczny,
aż do wyczerpania akumulatora. Gdy kierowca, np. podczas wyprzedzania, gwałtownie przyspieszy i pedał gazu pokona pewien opór, uaktywni się silnik TFSI połączony z jednostką elektryczną za pomocą sprzęgła konwertera K0. Podczas dynamicznej jazdy (tryb „boost”) Audi A3 Sportback e-tron przyspiesza z momentem obrotowym 350 Nm.
Jeśli przy dużej prędkości prowadzący samochód zdejmie nogę z gazu, zarządzanie napędem hybrydowym przechodzi w tryb pracy „żeglowanie“. Wtedy oba napędy się rozłączają. Podczas zdejmowania nogi z gazu, przy średniej i niskiej prędkości, system za pomocą rekuperacji odzyskuje energię z ciągu, a po lekkim naciśnięciu na pedał hamulca – z hamowania. Wyjątkiem jest tu pełne hamowanie. Kierowca ma kilka możliwości aktywnego sterowania reakcjami pojazdu. Za pomocą przycisku lub dźwigni zmiany biegów przekładni e-S tronic, wybiera jeden z trybów jazdy. Włączenie trybu EV powoduje, że pojazd porusza się głównie na napędzie elektrycznym, natomiast w trybie S, Audi A3 Sportback e-tron nabiera prawdziwie sportowego charakteru. W menu systemu MMI, można wybrać tryb hybrid hold. Wówczas energia elektryczna zgromadzona w akumulatorze nie jest wykorzystywana, lecz zmagazynowana na później. Ponadto użytkownik pojazdu, za pomocą systemu wyboru dynamiki jazdy Audi drive select, może jeszcze dokładniej określić ustawienia. Poszczególnym trybom pracy systemu Audi drive select przypisano różne stopnie rekuperacji. W ten sposób osoba prowadząca auto może w pewnych zakresach wpływać na ładowanie akumulatora podczas jazdy.

Tablica rozdzielcza nowego Audi A3 Sportback e-tron dostarcza kierowcy dokładnych informacji. Wskaźnik mocy, obok informacji o mocy systemowej, podaje dane o aktualnie używanym napędzie i poziomie naładowania akumulatora. Monitor systemu nawigacji MMI Navigation plus pokazuje przepływ energii w systemie hybrydowym. Ponadto, system informacji kierowcy podaje też dane o aktualnie dostępnym zasięgu oraz parametrach zużycia prądu i paliwa.

Już wkrótce, w ramach pakietu Audi Connect, w Audi A3 Sportback e-tron dostępne będą nowe usług online. Dzięki nim, kierowca będzie mógł w komfortowy sposób aktywować i kontrolować wiele funkcji przy pomocy systemu operacyjnego iOS lub Android lub wykorzystując specjalny portal internetowy. Użytkownik będzie miał możliwość sprawdzenia wszystkich parametrów pojazdu – aktualnego poziomu naładowania akumulatora, aktualnego zasięgu w trybie jazdy elektrycznej lub znalezienia miejsca do parkowania. Przy pomocy smartphone’a lub komputera będzie mógł też określić plan ładowania pojazdu podczas podróży. Możliwe będzie również włączenie i wyłączenie ładowania oraz dowolne ustawienie timera ładowania i klimatyzacji. W ten sposób kierowca dokładnie określi, w jakich dniach i o jakich godzinach chce wyjechać z w pełni naładowanym akumulatorem. Podobnie funkcjonuje trzeci obszar – sterowanie pracą klimatyzacji. W tym przypadku, posiadacz Audi A3 Sportback e-tron będzie mógł np. podać żądaną temperaturę wnętrza pojazdu, która może się zmieniać w czasie. ¬Włączenie klimatyzacji jeszcze gdy pojazd podłączony jest do gniazda, jest o wiele bardziej efektywne niż uruchomienie jej dopiero podczas jazdy w trybie elektrycznym, ponieważ odciąża to akumulator pojazdu, a tym samym zwiększa dostępny zasięg. Ponadto zapewnia właściwą temperaturę elementów napędu. Portal internetowy będzie oferował użytkownikowi także możliwość sprawdzenia danych o zachowaniu pojazdu podczas jazdy, np. o zużyciu prądu, przejechanym dystansie i o prędkości.

Dane techniczne Audi A3 Sportback e-tron: