Audi PB18 e-tron. Elektryczne auto sportowe

Już na pierwszy rzut oka widać pokrewieństwo Audi PB18 e-tron z koncepcyjnym Audi Aicon z roku 2017. Dotyczy to nie tylko charakterystycznych elementów wyglądu zewnętrznego, takich jak np. szyby boczne, których kąty skierowane są do wewnątrz, czy maksymalnie poszerzonych nadkoli. Oba pojazdy studyjne, z roku 2017 i z roku 2018, łączy także napęd elektryczny z akumulatorem półprzewodnikowym służącym do magazynowania energii.

Odróżnia je natomiast odmienna koncepcja użytkowania. Model Aicon stworzono jako w pełni autonomiczny, luksusowy pojazd dla podróżujących na długich dystansach - jest niczym prywatny odrzutowiec klasy biznes. Natomiast PB18 e-tron konstruktorzy zaprojektowali jako wyczynową maszynę do jazdy po torze wyścigowym oraz po drogach publicznych.

Podstawowymi wymogami stawianymi wobec tego pojazdu była dynamika i wzbudzanie emocji. Cele takie jak moc, przyspieszenie i perfekcyjna ergonomia, wpłynęły na każdy jego detal. Atrybut "zorientowanie na kierowcę" zyskał tu zupełnie nowy wymiar.

Nazwa robocza projektu, używana w wewnętrznym obiegu koncernu z Ingolstadt, brzmiała początkowo "Level Zero“ - "Poziom Zero". Nadano ją, by wyraźnie odróżnić ten model koncepcyjny od 3., 4. i 5. poziomu jazdy autonomicznej będących w centrum zainteresowań Audi. W Audi PB18 e-tron kierowca sam prowadzi pojazd, tylko on może przyspieszać i hamować. Na pokładzie nie ma żadnych złożonych systemów zdalnej jazdy i żadnych rozwiązań zwiększających co prawda komfort jazdy, ale jednocześnie podnoszących masę pojazdu.

Zamiast tego, siedzenie kierowcy i kokpit są połączone z wewnętrzną strukturą tzw. monocoque, którą można przesuwać. Podczas jazdy solo skorupę monocoque można umieścić pośrodku, podobnie jak w jednomiejscowych bolidach z miejscem monoposto. To doskonała pozycja podczas jazdy na torze wyścigowym. Przesuwanie monocoque jest możliwe dzięki temu, że układ kierowniczy i pedały działają elektrycznie, "by-wire"; mechaniczne połączenie tych elementów nie jest już konieczne.

Gdy monocoque kierowcy przesunięte jest na jeden z boków, do pozycji z której Audi PB18 e-tron można prowadzić jak konwencjonalny pojazd dopuszczony do ruchu drogowego, wtedy po drugiej stronie pojazdu zamontować można dodatkowy fotel, osadzony bardzo nisko i wyposażony w trzypunktowe pasy bezpieczeństwa. Przy wsiadaniu i wysiadaniu, kierowca również korzysta z dobrodziejstw przesuwanego monocoque. Łatwo dostępną pozycję do tego, uzyskać można przysuwając przy otwartych drzwiach całą skorupę maksymalnie do jednego z progów.

Inspiracja sportami motorowymi

Audi PB18 e-tron skonstruowano wg. założeń klasycznej architektury samochodu sportowego z silnikiem umieszczonym centralnie i z kabiną wysuniętą ku przodowi. Punkt ciężkości pojazdu znajduje się za fotelami, ale przed tylną osią - wpływa to korzystnie na dynamikę jazdy. Pojęcie punktu ciężkości nie odnosi się tu jednak do konwencjonalnego układu silnik - skrzynia biegów, ale raczej do zestawu akumulatorów.

Dobór aluminium, karbonu i kompozytów multimateriałowych sprawia, że karoseria Audi PB18 e-tron ma niską masę własną. Łączna masa poniżej 1550 kg to również efekt zastosowania innowacyjnego i stosunkowo lekkiego akumulatora półprzewodnikowego.

PB18 e-tron ma długość 4,53 m, szerokość 2 m i wysokość zaledwie 1,15 m. To wymiary klasycznego samochodu sportowego. Rozstaw osi wynosi 2,70 mm, a zwisy są krótkie. Patrząc na samochód z boku, w oczy rzuca się wyciągnięta mocno w tył i delikatnie opadająca linia dachu z masywnym słupkiem C. Wraz z dużym i prawie pionowo ustawionym oknem tylnym, forma ta przypomina koncepcję "shooting brake", będącą syntezą coupé z tyłem typu kombi. Rezultatem jej zastosowania jest nie tylko jedyna w swoim rodzaju sylwetka, ale też znaczny zysk dla przestrzeni bagażowej (470 l), której często w samochodach sportowych jest zbyt mało. Ekskluzywny zestaw bagażowy dostosowany do przestrzeni ładunkowej pomaga optymalnie wykorzystać bagażnik, nawet jeśli bagaż podróżny w przypadku tego pojazdu składałby się tylko z kasku i kombinezonu wyścigowego.

Płaskie pasmo czerwonych świateł tylnych ciągnie się przez całą szerokość tyłu i podkreśla poziome zorientowanie sylwetki pojazdu. Kabina, usadowiona na szerokich ramionach nadkoli, patrząc z tyłu wydaje się niewielka. Wylot powietrza w tylnym dyfuzorze mocno wyciągnięto w górę - również ten detal jest funkcjonalnym zapożyczeniem ze sportów motorowych. Dyfuzor - w celu zwiększenia siły docisku - można mechanicznie przesunąć w dół. Zintegrowany tylny spojler można dla tego samego celu przesunąć w tył.

Szerokie nadkola, wyraźnie wysunięte w stosunku do centralnie położonej kabiny, widoczne są pod każdym kątem spoglądania na auto. Podkreślają one wyjątkowo szeroki rozstaw kół PB18 e-tron, wizualizując potencjał pojazdu pod względem dynamiki oraz obowiązkowy napęd quattro. Duże 22-calowe koła, ze swoimi ośmioma asymetrycznie zaprojektowanymi ramionami, przypominają wloty turbin samolotu. Ich rotacja oraz wloty i wyloty powietrza w nadkolach zapewniają doskonały jego dopływ do dużych, karbonowych tarczy hamulcowych.

Przód samochodu zdominowany jest przez dobrze znany kształt wyjątkowo szerokiego, poziomo przyciętego, sześciokątnego grilla osłony chłodnicy Singleframe. Przy przedniej krawędzi maski silnika, tuż nad górną krawędzią Singleframe, umieszczono logo marki. To charakterystyczna cecha sportowych modeli Audi. Duże wloty z prawej i lewej strony grilla doprowadzają powietrze potrzebne do chłodzenia hamulców i przedniego silnika elektrycznego. Szerokie i płaskie reflektory w cyfrowej technice Matrix z laserowymi światłami drogowymi, wykańczają kształt "twarzy" PB18 e-tron.

Laserowe światła drogowe o bardzo dalekim zasięgu to symbol transferu wiedzy i techniki ze sportów motorowych do samochodów codziennego użytku. Technika ta zadebiutowała w R18 - samochodzie wyścigowym startującym w Le Mans, gdzie przy prędkościach powyżej 300 km/h maksymalna widoczność drogi również w nocy, stanowi nieodłączną czynnik zwiększający bezpieczeństwo.

Styliści Audi wytyczyli nowe ścieżki, którymi powietrze opływa maskę silnika. Opadająca do przodu i do dołu maska, odgrywa rolę jakby mostu łączącego dwa mocno zarysowane błotniki, a jednocześnie jest deflektorem powietrza. To stylistyka dobrze znana z prototypów startujących w wyścigach.

Kształt taki zapewnia kierowcy jedyną w swoim rodzaju jakość widzenia, nie tylko na tor wyścigowy. Siedząc nisko i patrząc przez dużą przednią szybę, prowadzący spogląda na otwór wentylacyjny maski i dalej wprost na drogę, dzięki czemu idealnie może ocenić przebieg i kąt zakrętów. Dokładnie w polu widzenia kierowcy zamontowano przezroczystą powierzchnię zrobioną z diod organicznych OLED. Na powierzchni tej wyświetlić się może precyzyjnie wyrysowana linia przebiegu zakrętu. Dane do jej utworzenia pobierane są z nawigacji i z elektroniki pokładowej. W normalnym ruchu drogowym, w polu widzenia kierowcy - podobnie jak to ma miejsce w systemie head-up display - pojawiają się strzałki kierunkowe oraz inne symbole systemu nawigacji.

Dużych rozmiarów kokpit został zaprojektowany jako swobodnie programowalna jednostka. Można na nim wywoływać różne tryby i wygląd wyświetlacza - w zależności od potrzeby odpowiednie dla toru wyścigowego albo jazdy w normalnym ruchu drogowym.

Emocje bez emisji spalin: trzy silniki elektryczne i napęd quattro

Pojazd studyjny napędzany jest trzema mocnymi silnikami elektrycznymi. Jeden z nich umieszczono z przodu, dwa z tyłu. Tylne silniki zamontowane są pośrodku, pomiędzy zwrotnicami. Każdy z nich za pośrednictwem półosi napędza bezpośrednio jedno koło. Silniki przekazują na przednią oś moc do 150 kW, a na tylną - 350 kW. Oczywiście Audi PB18 e-tron to prawdziwe quattro. Maksymalna moc łączna to 500 kW, w trybie tzw. boostingu kierowca chwilowo może uzyskać nawet do 570 kW mocy. Połączony moment obrotowy rzędu 830 Nm umożliwia przyspieszenie od 0 do 100 km/h w zaledwie dwie sekundy. Wartość ta w bardzo niewielkim stopniu różni się od wartości osiąganych przez ostatnią wersję prototypu LMP1.

W normalnym ruchu drogowym kierowca może ograniczyć prędkość na korzyść zwiększenia zasięgu. Na torze wyścigowym ograniczenie to można po prostu wyłączyć i dostosować się do aktualnych warunków.

Oprócz doskonałych osiągów, dużą uwagę przykłada się w tym modelu do wydajności. Podczas jazdy, Audi PB 18 e-tron odzyskuje duże ilości energii. Jeśli kierowca hamuje z umiarkowaną siłą, za spowolnienie pojazdu odpowiedzialne są wyłącznie silniki elektryczne. Dopiero przy gwałtownym hamowaniu włącza się układ hydrauliczny.

Koncepcja oddzielnych silników elektrycznych przy osi tylnej daje duże korzyści podczas sportowego prowadzenia. Układ zarządzania rozkładem momentu obrotowego Torque Control Manager współpracujące z elektronicznym systemem stabilizacji toru jazdy ESC i w zależności od potrzeb aktywnie rozdziela moment między kołami przedniej i tylnej osi. Aktywny rozkład momentu obrotowego zapewnia maksymalną dynamikę i stabilność jazdy. Dzięki prawie natychmiastowej reakcji silników elektrycznych, mechanizmy kontrolne działają błyskawicznie. Koncepcja napędu Audi PB18 e-tron idealnie dopasowuje się do każdej sytuacji, bez względu na to, czy chodzi o dynamikę poprzeczną, czy wzdłużną.

Chłodzony cieczą akumulator półprzewodnikowy może wytworzyć energię o wartości 95 kWh. Pełne ładowanie daje zasięg ponad 500 km (wg cyklu testowego WLTP). Audi PB18 e-tron jest dostosowane do ładowania napięciem 800 V. W ten sposób akumulator można w pełni naładować w około 15 minut.

Audi PB18 e-tron można także naładować indukcyjnie, przy pomocy systemu bezprzewodowego ładowania Audi Wireless Charging (AWC). W tym celu na miejscu parkowania pojazdu umieszczana jest płyta ładująca ze zintegrowaną cewką, podłączana do prądu sieciowego. Zmienne pole tego elementu indukuje na odległość zmienne napięcie w cewce wtórnej zamontowanej w podłodze pojazdu.

Najnowocześniejsze rozwiązanie zaczerpnięte ze sportu LMP1: podwozie

Z przodu i z tyłu znajdziemy niezależne zawieszenia oparte o górne i dolne wahacze poprzeczne, a również, jak zazwyczaj montuje się w samochodach wyczynowych, konstrukcję "push-rod" na osi przedniej, a przy osi tylnej konstrukcję "pull-rod". W obu przypadkach posiada ono adaptacyjne elektromagnetyczne amortyzatory systemu adaptive magnetic ride. Wzorcem dla tej konstrukcji było podwozie samochodu wyścigowego z Le Mans: Audi R18 e-tron quattro.

Koła mają średnicę 22 cali. Z przodu wyposażone są w opony w rozmiarze 275/35, a z tyłu w rozmiarze 315/30. Duże karbonowe tarcze hamulcowe o średnicy 19 cali, w połączeniu z hamulcem elektrycznym bezpiecznie wyhamowują Audi PB18 e-tron, także podczas zażartych zmagań na torze wyścigowym.

Ścieżka do produkcji seryjnej - mobilność elektryczna w Audi

Audi tworzy pojazdy z napędem elektrycznym i hybrydowym już od późnych lat osiemdziesiątych XX w. Pierwszym  samochodem seryjnym posiadającym zarówno silnik spalinowy, jak i silnik elektryczny, było Audi duo z roku 1997 "ubrane" w karoserię modelu A4 Avant. Kamieniem milowym na drodze ku pojazdom elektrycznym, było zaprezentowane w 2009 roku na salonie IAA we Frankfurcie Audi R8 e-tron. W roku 2012 pojazd ten, na Pętli Północnej toru Nürburgring pobił rekord okrążenia wśród samochodów elektrycznych.

W roku 2014, Audi dodało do swej oferty pierwszy model hybrydowy typu plug-in, czyli Audi A3 e-tron o mocy 150 kW (204 KM). Jego akumulatory można ładować wykorzystując rekuperację oraz przy pomocy kabla z sieci eklektycznej. Wg. cyklu testowego NEDC, samochód ten ma zasięg 50 km w trybie jazdy czysto elektrycznej. W roku 2016 zadebiutowało Audi Q7 e-tron: jego napęd to połączenie jednostki spalinowej 3.0 TDI oraz silnika elektrycznego o łącznej mocy systemowej 275 kW (373 KM) i momencie obrotowym 700 Nm . Ze startu zatrzymanego do 100 km/h, to wyjątkowo wydajne auto rozpędza się w 6,2 s. W trybie jazdy elektrycznej ma ono zasięg nawet 56 kilometrów, nie emitując przy tym lokalnie zanieczyszczeń do atmosfery. Jest to pierwsza na świecie hybryda typu plug-in z wysokoprężnym silnikiem V6 i z napędem na cztery koła quattro.

Podczas salonu frankfurckiego w roku 2015, Audi zaprezentowało pojazd koncepcyjny Audi e-tron quattro concept - poprzednika swojego pierwszego w pełni elektrycznie napędzanego samochodu produkcji seryjnej. Ten zupełnie na nowo skonfigurowany SUV oferuje kierowcy i pasażerom zasięg ponad 400 km (wg. cyklu testowego WLTP) oraz typowe dla pojazdu marki Audi klasy luksusowej przestrzeń i komfort. Seryjna wersja tego pionierskiego elektrycznego SUV-a: Audi e-tron, zadebiutuje we wrześniu 2018 roku.