Единая и последовательная стратегия этой разработки выражается не только в показателях мощности. Дизайн и конструкция новинки говорят о принадлежности
Audi реализует новые, зачастую революционные подходы к функционированию различных систем. Так, тепловой насос служит для нагрева и отопления салона. Работа привода, силовой электроники и аккумуляторной батареи контролируется инновационной системой термоуправления. Это ключевой элемент технологии, позволяющий автомобилю достигать максимальных динамических показателей, не жертвуя комфортом пассажиров. Взаимодействие электронных систем автомобиля с окружающей средой — так называемая система
Концепция
Электродвигатели все еще остаются в стороне от массового производства. Первые автомобили с приводом этого типа появились еще на рубеже XIX и XX веков, но и к 2009 году ни один из серийных производителей не поставил производство электромобилей на поток. Например, в Германии зарегистрировано всего 1 500 электромобилей, что составляет лишь 0,035% от допущенных к участию в дорожном движении транспортных средств.
При этом электромобиль имеет множество преимуществ при эксплуатации. Электромобили снижают зависимость транспорта и экономики от нефтяного сырья, они не производят прямых выбросов в атмосферу и, таким образом, не загрязняют окружающую среду. КПД электродвигателя значительно превосходит КПД двигателя внутреннего сгорания, что в итоге положительно отражается на кошельке покупателя. Еще один плюс — спортивный характер и удовольствие от езды. Ведь максимальный крутящий момент доступен в любое время, что обеспечивает возможность поразительного ускорения.
Однако до поставки электромобилей на поток предстоит решить еще много задач. Самым насущным вопросом являются характеристики устанавливаемых аккумуляторов. Для достижения приемлемых параметров пробега и динамики требуется мощная тяговая батарея, которая довольно тяжела и занимает много места. Для устранения этих недостатков Audi идет новым путем, применив комплексное проектирование. Этот подход включает в себя облегченную конструкцию автомобиля, специальное оснащение и оптимальное размещение компонентов электропривода.
Audi e-tron — комплексное проектирование
Приоритетной разработкой в области аккумуляторов для электромобилей являются литиево-ионные элементы. Во всем мире специалисты работают над решением важнейших задач — уменьшением веса батарей, увеличением их мощности и эффективности. Эти технологии применяет и Audi: для будущей гибридной версии Audi Q5 и для концепта
Создание опытного образца предусматривает нечто большее, чем усовершенствование аккумуляторов и замену двигателя внутреннего сгорания электрическим. Разработчики Audi еще на стадии концепта приняли решение создавать каждый элемент, ориентируясь на качественно новые требования к электрической мобильности. Взаимодействие всех элементов в значительной степени влияет на такие факторы, как эффективность, пробег и практичность.
Поэтому команда Audi приступила к проектированию автомобиля, как единого целого. Это отразилось на обширном списке задач, поставленных при проектировании.
- Большую роль для электромобилей играет снижение сопротивления движению и, в связи с этим, увеличение пробега. Поэтому основным направлением при разработке автомобиля
e-tron являлось создание облегченной конструкции. Кузов сочетает в себе, прежде всего, сниженный вес, высочайшую прочность и жесткость. Интеллектуальная аэродинамическая концепция с активными элементами способствует сокращению расхода энергии. - Оснащение характеризуется надежной интеграцией электропривода и аккумуляторной батареи. Расположение аккумулятора перед задней осью способствует оптимальному распределению нагрузки по осям, не нарушая общий компактный дизайн и оставляя обширное внутреннее пространство.
- Система ультрасовременных аккумуляторов позволяет передвигаться на достаточно большие расстояния. Для оптимальной эксплуатации и увеличения срока работы система аккумуляторов имеет водяное охлаждение.
- Система управления энергией, ориентированная на необходимое потребление, служит для управления всеми функциями ходовой части автомобиля, опциями комфорта, а также иными потребляющими энергию системами.
- Инновационная система термоуправления с оптимально отрегулированными охлаждающими и нагревательными компонентами учитывает потребности в охлаждении аккумулятора, привода и климатической установки.
- Динамика и комфорт движения отвечают ожиданиям покупателей Audi в сегменте спортивных автомобилей.
- Безопасность автомобиля находится на уровне лучших современных образцов серийного производства.
- Информация для водителя представлена подробно и воспринимается на интуитивном уровне.
- В опытном образце
e-tron используются коммуникационные технологииCar-to -X, разработанные Audi для повышения эффективности автомобилей с традиционным типом привода. Например, сведения о переключении сигналов светофора или о транспортном потоке, поступающие от системы или от других транспортных средств, помогают выбрать оптимальный стиль езды. Компания Audi уже опробовала это решение в своем проекте системы безопасности «travolution» в городе Ингольштадт.
Дизайн и оборудование
Одного взгляда достаточно, чтобы понять, с автомобилем какого уровня Вы имеете дело: Audi
Фары являются ядром автоматической системы управления светом, гибко реагирующей в любой ситуации. Новая технология позволяет распознавать погодные условия и скорректировать освещение в случае дождя или тумана. Техническим центром системы выступает камера, которая совместно с быстродействующим компьютером фиксирует встречный транспорт, определяет полосу движения и может измерять дальность видимости, например, в туман.
Так, например, при обнаружении встречного транспорта дальний свет отключается в определенном секторе. Навигационная система помогает обработать данные для освещения в поворотах, которое включается до входа в вираж.
В Audi
Функция изменяемого освещения прослеживается и в дизайне фар. В зависимости от скорости и окружающей ситуации светодиодные элементы меняют свой облик, воздействуя на внешний вид передней части автомобиля. Для дизайнеров Audi инновационная технология освещения, равно как и сама форма кузова, открывает большие возможности для моделирования.
Новым, специфичным для
Кузов автомобиля компактен, контуры передней части и линии крыши являются именно тем штрихом, по которому в двухместном автомобиле тут же легко признается Audi. Вид сбоку также легко узнаваем: динамичная линия порогов и плечевая линия объединяют переднюю, боковую и заднюю части, обрамляют двери, создают переход к боковому воздухозаборнику и выразительно подчеркивают округлые колесные арки в стиле Audi с массивными
Ширина 1,90 м при длине 4,26 м и высоте 1,23 м — это пропорции суперкара. Колесная база 2,60 м оставляет достаточно места для людей и оборудования. Как и при центральном расположении двигателя, кабина автомобиля
Два электродвигателя с собственной системой охлаждения располагаются за задней осью. Передние электродвигатели находятся на передней оси, а их система охлаждения расположена прямо перед ними. Специальное оборудование, предусматривающее распределение веса в пропорции 42:58, обеспечивает великолепный баланс, что благоприятно сказывается на динамике автомобиля
Последовательное использование облегченных конструкций влияет на мощность и дальность пробега электромобиля даже больше, чем в моделях с традиционным приводом. Разработчики Audi в проекте
Комбинация алюминия и композита из углеволокна обеспечивает максимальную жесткость при незначительном весе; в дальнейшем Audi предполагает использовать данную комбинацию и для серийного производства. Несмотря на сложную конструкцию системы привода, состоящей из четырех электродвигателей и мощной аккумуляторной батареи, общий вес Audi
Салон и концепция управления
Визуальные и функциональные признаки применения новой концепции привода являются определяющими для дизайна салона — это поразительное сочетание традиций Audi и новых форм. Язык дизайна Audi проявляется в упрощении архитектуры, управления и информационных потоков, доведения их до функциональной сути. Это делается с целью создания облегченного и аккуратного облика автомобиля.
Будто бы висящая в воздухе панель приборов переходит в плавные линии обшивки дверей. Отсутствие рычага переключения передач и туннеля карданного вала позволило создать легкий и тонкий дизайн приборной панели и центральной консоли. Селектор режимов движения (вперед/назад/нейтральная) автоматически выезжает из туннеля при запуске автомобиля.
Кокпит автомобиля тоже ориентирован на водителя — это еще одна традиция Audi. Вместо классической приборной панели опытная модель оборудована большим складывающимся центральным дисплеем с интегрированным мультимедийным интерфейсом MMI. Управление MMI осуществляется с помощью расположенной на руле сенсорной клавиши прокрутки. На создание данного элемента инженеров вдохновили современные смартфоны.
По бокам от центрального дисплея расположены большие аналоговые приборы. Справа отображается скорость, слева — информация о расходе энергии. На центральном дисплее в строке состояния отражается дальность пробега и другая важная информация, поступающая от бортовой и навигационной систем. Кроме того, водитель получает все данные о взаимодействии автомобиля с окружающей средой. Приборы объединяют аналоговый и цифровой миры в единое целое.
Характерной особенностью концепции Audi
Ковшеобразные сидения, позаимствованные из автоспорта, сочетают в себе великолепную жесткость фиксации и комфорт. Области салона разделены двумя контрастными цветами — снежно-белым и «коньячным». Наряду с высококачественными материалами они подчеркивают элегантность и спортивный стиль автомобиля.
Система привода и энергоснабжение
Четыре асинхронных двигателя общей мощностью 313 л.с. (230 КВт) превращают Audi
Максимальная скорость ограничена 200 км/ч, поскольку расход энергии электродвигателей несоизмеримо возрастает с увеличением скорости. В соответствии с методикой NECD дальность пробега с использованием различных режимов оценена в 248 км. Этот высокий показатель достигается благодаря применению самых совершенных технологии при проектировании двигателей и аккумуляторной батареи. Блок аккумуляторов обеспечивает запас энергии на 53
Аккумулятор заряжается через кабель от источника электропитания для бытовых приборов (230 Вольт/16 Ампер), розетка которого находится под крышкой в задней части автомобиля. Время зарядки разряженного аккумулятора составляет от 6 до 8 часов, для тока высокого напряжения (400 Вольт, 63 Ампер) требуется всего 2,5 часа. Для повышения удобства инженеры Audi работают над беспроводными методами зарядки аккумуляторов. Индуктивная зарядная станция, которая может находиться в гараже или на специальных крытых стоянках, автоматически активируется при парковке автомобиля. Похожая техника применяется сегодня для зарядки электрических зубных щеток.
Аккумулятор заряжается не только стационарным способом, но и во время движения — ключевым словом здесь является рекуперация. Эта форма регенерации энергии и повторной подзарядки аккумулятора присутствует уже сегодня во многих серийных моделях Audi. При замедлении генератор превращает кинетическую энергию в электрическую, которая затем поступает в бортовую систему автомобиля.
Audi
Такое «развязывание» системы с педалью тормоза позволяет автомобилю
Новое в автомобилестроении: Тепловой насос
Даже тепловой насос — новое слово в автомобилестроении — служит для повышения мощности и дальности пробега. В отличие от ДВС, электродвигатель в зависимости от условий эксплуатации все же не выделяет количество тепла, достаточное для обогрева внутреннего пространства. В других электромобилях встроены дополнительные приборы для обогрева, которые довольно значительно повышают расход энергии. Тепловой насос, используемый Audi (такие системы обычно применяют при отоплении зданий) является высокоэффективным агрегатом для производства тепла с минимальным потреблением энергии.
Для охлаждения салона используется мощный кондиционер. Он действует в комплексе с системой термоуправления и позволяет также поддерживать оптимальную температуру высоковольтного аккумулятора. Аккумулятор, энергосистема и электродвигатели должны находиться в соответствующих температурных условиях для достижения оптимальной мощности и дистанции пробега.
Пока автомобиль заряжается на станции, через систему термоуправления осуществляется регулирование температуры: если слишком холодно, система привода обогревается, в жару — охлаждается. При желании регулирование температуры может осуществляться и в салоне, что позволяет пассажирам садиться в салон с уже отрегулированным микроклиматом.
Динамика движения
В соответствии с распределением веса
Четыре отдельных двигателя, которые в целях повышения эффективности располагаются за колесами, также обеспечивают интеллектуальное управление поперечной динамикой автомобиля. Как и спортивный дифференциал, применяемый в серийном производстве, такое расположение делает возможным изменение вектора тяги. Это предусматривает направленную акселерацию отдельных колес, что благотворно сказывается на динамике
В конструкции передней подвески используются двойные треугольные рычаги, а на задней — трапециевидные, отлитые из алюминия. Подобная геометрия зарекомендовала себя в автоспорте и является основой для высокой маневренности, бескомпромиссной точности и управляемости автомобиля. Пружины и амортизаторы сделаны очень жесткими для улучшения управляемости, но обеспечивают, тем не менее, высокий уровень комфорта при движении.
С помощью реечного рулевого механизма осуществляется непосредственная обратная связь высокой точности. Вспомогательное усилие в рулевом управлении зависит от скорости движения, а энергия электроусилителя расходуется только при поворотах.
Чтобы подчеркнуть статус модели, Audi
Система коммуникации Car-to -X
Разработчики электронных систем для Audi уделили внимание не только максимальной мощности и удовольствию от вождения. В их задачу также входило обеспечение безопасности и управляемости
Под определением «система коммуникации
Для того чтобы система
Такие передатчики открывают множество новых возможностей. Вот лишь четыре примера применения
- Пример 1 — Мощность и дальность пробега. Многочисленные внешние факторы влияют на расход энергии и, таким образом, на дальность пробега каждого автомобиля. Интеллектуальный, оснащенный по технологии
Car-to -X автомобиль, заранее знает о необходимости торможения или ускорения. Для этого ему требуется сопоставить навигационные данные с информацией о транспортном потоке. Центральный компьютер может предотвратить действия водителя, связанные с излишними затратами энергии, или вызвать намеренное подтормаживание для рекуперации. - Пример 2 — Безопасность. Автомобиль вылетел на обочину на скользкой дороге в слепом повороте и не может самостоятельно выехать. В это время к повороту приближаются другие автомобили. Используя систему
Car-to -X, застрявший автомобиль посылает предупреждающий сигнал, четко обозначая опасное место. В приближающихся автомобилях на экране навигационной системы появится соответствующее предупреждение. - Пример 3 — Транспортный поток. Множество автомобилей движется по транспортной артерии города со светофорами. Машины ускоряются, чтобы затем опять затормозить на красный сигнал. Используя технологию
Car-to -X, они могут связаться друг с другом и получить информацию о режиме работы светофоров; соответственно, водители будут более экономно пользоваться акселератором, зная, что их ждет впереди. То же самое при возникновении пробок: данные от автомобилей впереди корректируют скорость остальных, позволяя потоку растянуться. - Пример 4 — Комфорт. В качестве пункта назначения водитель задал торговый центр, где, как обычно, хронически не хватает мест для парковки. Система
Car-to -X устанавливает связь с автоматикой в пункте назначения. Если получен сигнал о наличии свободного места, система навигации получает его и тут же резервирует место для стоянки.
Электромобильность как единая концепция — вспомогательный проект Audi
- Audi разрабатывает систему комплексного проектирования электромобилей
- Новое проектное объединение опирается на опыт и креативность разработчиков
- Вспомогательный проект
e-performance стартует в октябре 2009 года
Audi с полной отдачей работает над будущим средств передвижения. Основанное компанией проектное объединение ведет работы по комплексному проектированию электроприводов для автомобилей.
Каждый год Audi инвестирует около двух миллиардов евро в опытно-конструкторские проекты. Приоритетным направлением является дальнейшее развитие двигателей внутреннего сгорания и связанных с ним систем, на втором месте — электромобильность. Серьезной заявкой на успех в этой области является презентация концепта
«Мы ищем концепцию без компромиссов», — заявляет Михаэль Дик, член правления AUDI AG, Подразделение технических разработок. — «Электромобильность не означает для нас электрификацию обычных автомобилей. Мы разрабатываем эту тему полностью, во всех ее аспектах».
Проектное объединение
Резиденция компании AEV находится недалеко от производственных площадей, штат проектной группы укомплектован молодыми экспертами.
«Мы располагаем сочетанием инженерного искусства, творчества и определенной порцией нестандартного мышления», — говорит доктор Михаэль Корте, руководитель проектного объединения
Электропривод в автомобиле на сегодняшний день вызывает еще много вопросов. Audi пытается выработать комплексные ответы и создать технические решения, объединяющие все компоненты будущих автомобилей. Ведь только когда будет налажено превосходное взаимодействие новых систем и компонентов, потенциал электромобильности будет использоваться в полной мере.
Audi исходит из того, что для концепции автомобиля скоро будут найдены новые, интеллектуальные решения.
«Наша единая концепция довольно сложна», — утверждает доктор Кристиан Альман, руководитель проекта
Ключевой вопрос: аккумуляторная батарея
В соответствии со своей природой аккумулятор, как сердце электромобиля, является центральным пунктом исследований. Они охватывают такие параметры, как терморегуляция, мощность, оснащение, вес, безопасность, срок службы и интеграция в теплообменную систему автомобиля. «Мы не работаем над химическими элементами батарей, в этом мы полагаемся на наших стратегических партнеров», — говорит доктор Корте. — «Но программное обеспечение системы управления батареей станет нашим
Электромобиль нуждается в разработке принципиально новой структуры бортовой сети. Многим компонентам современных автомобилей, использующим избыточную энергию двигателей внутреннего сгорания — от усилителя рулевого управления до отопителя — нужен новый источник энергии. Следующими важными направлениями исследований являются электромотор, силовая электроника с высоковольтными компонентами, преобразователями и трансформаторами, а также надежность микросхем при возросших требованиях к эксплуатации.
В дополнение — и в этом заключается смысл интегрированного подхода — Audi исследует и другие конструктивные особенности автомобиля. В их числе поток мощности в трансмиссии, система кондиционирования, органы управления и дисплеи на рабочем месте водителя, акустическая система и ходовая часть. Потенциал последней серьезно расширяется путем применения электрически управляемых тормозов и амортизационных стоек.
Материалы, использованные при создании автомобиля — как можно более легкие — и полная оснастка тоже находятся в фокусе внимания. Электродвигатели очень компактны и помещаются у колес или на осях; тем не менее, для аккумуляторов должно быть отведено достаточно пространства.
Команда молодых специалистов при работе обращает внимание на один очень важный аспект: электромобиль тоже должен быть настоящим автомобилем Audi, обладать сильным характером марки с «четырьмя кольцами». При разработке дизайна и облегченной конструкции кузова мы будем использовать все наработки компании«, — комментирует доктор Корте. — «А также нашим долгом будет являться обеспечение высоких стандартов Audi в динамике движения».
Поставлена высокая планка: вспомогательный проект
Талантливые партнеры из мира науки и промышленности
Федеральное Министерство Образования и Исследований вкладывает в проект восьмизначную сумму. Концерн Audi привлек к проекту именитых партнеров из научного сообщества — Рейнско-Вестфальский технический университет Аахена (RWTH Aachen), технические университеты Мюнхена, Дрездена и Ильменау, Университет Лейбница в Ганновере (Leibniz Universität Hannover) и Фраунхоферское общество (Fraunhofer Gesellschaft). Сфера промышленности представлена, помимо AEV, компаниями Robert Bosch GmbH и Bosch Engineering GmbH.
Выгоду от проекта получать все партнеры. Конкурентоспособность высоких технологий на мировом уровне является приоритетной задачей Федерального правительства. Партнерство с Audi идет на пользу Германии, являясь удобной площадкой для развития высшего образования и промышленности. Проект