Минск автомобильный | Автокаталог | AUDI

Audi A7 Sportback h-tron quattro®

Топливный элемент | Plug-in hybrid | Притяжение e-quattro® | Нулевые выбросы | Расход топлива

Автомобиль набирает 100 км/ч всего за 7,9 сек и разгоняется до 180 км/ч. Он способен преодолеть более 500 км на одной заправке, выбросив в окружающую среду лишь несколько капель воды. Audi A7 Sportback h-tron quattro®, представленная компанией Audi на автошоу в Лос-Анджелесе, оснащена мощным электрическим приводом, использующим в качестве источника энергии топливные элементы, а также гибридной тяговой батареей и дополнительным электрическим двигателем на задней оси. Общая электрическая мощность системы составляет 170 КВт и передается как на переднюю, так и на заднюю ось. Конфигурация привода делает экологически чистую модель Audi A7 Sportback h-tron quattro® настоящим полноприводным автомобилем, задающим новые стандарты в мире автомобилей на топливных элементах.

«Audi A7 Sportback h-tron quattro® обладает характерными качествами автомобилей Audi: спортивностью и эффективностью. Как и в модели e-quattro®, привод всех четырех колес этого автомобиля осуществляется двумя электродвигателями, — рассказывает Ульрих Хакенберг (Ulrich Hackenberg), член правления Audi, ответственный за технические разработки. — Концептуальная модель h-tron олицетворяет высокий уровень наших технологий в области топливных элементов. Мы готовы запустить эту модель в серийное производство, как только рынок и инфраструктура будут готовы к этому».

Буква «h» в названии h-tron обозначает химический элемент водород. Внешне этот концепт-кар, представленный компанией Audi на автосалоне в Лос-Анджелесе, напоминает серийные автомобили. Имя h-tron указывает на место этого концептуального автомобиля в ряду других моделей Audi с альтернативными схемами привода — e-tron и g-tron. Обозначение модели — единственная деталь во внешности автомобиля, указывающая на использование в нем топливного элемента, преобразующего водород в электроэнергию.

Топливный элемент

Основные отличия скрываются под капотом Audi A7 Sportback: демонстрационной модели Audi топливная батарея установлена в передней части автомобиля, аналогично традиционному ДВС в обычной модификации. Поскольку выбросы силовой установки представляют собой пары воды, система выпуска изготовлена из пластика, что позволило сэкономить массу.

Топливная батарея представляет собой блок из 300 индивидуальных топливных элементов. Основной деталью конструкции каждого элемента является полимерная мембрана, на обе стороны которой нанесен слой катализатора, изготовленного на основе платины.

Топливный элемент работает следующим образом. На анод элемента поступает водород, который расщепляется на протоны и электроны. Протоны проходят через мембрану к катоду, где реагируют с атмосферным кислородом с образованием паров воды. в свою очередь электроны, оказывающиеся за пределами батареи элементов, обеспечивают электропитание: в зависимости от точки подключения нагрузки напряжение отдельного элемента составляет от 0,6 до 0,8 вольт.

Общее напряжение батареи топливных элементов варьируется от 230 до 360 вольт. Основными компонентами дополнительного оборудования являются

• турбонагнетатель, подающий воздух к элементам,
• так называемый вентилятор системы рециркуляции, возвращающий неиспользованный водород к аноду и повышающий таким образом эффективность работы системы,
• насос системы охлаждения.

Все эти компоненты приводятся в действие высоковольтным электродвигателем, питаемым топливным элементом.

Кроме этого, для батареи топливных элементов предусмотрен отдельный контур охлаждения. Комфортную температуру в салоне автомобиля обеспечивает теплообменник и дополнительный отопитель с термоэлектрическим элементом и автоматической регулировкой.

Топливный элемент, диапазон рабочих температур которого составляет 80 градусов Цельсия, предъявляет более высокие требования к охлаждению по сравнению с аналогичным ДВС, но при этом его эффективность достигает 60%, что почти вдвое превышает показатель обычного двигателя внутреннего сгорания. Топливный элемент способен сохранять надежность своей работы при отрицательных температурах до –28°C.

Plug-in hybrid

Особенностью модели Audi A7 Sportback h-tron quattro® является концепция гибридного привода plug-in hybrid, представляющая собой очередной этап развития систем, использовавшихся в тестовых моделях Audi A2 H2 и Audi Q5 HFC. В этой системе используется литий-ионная батарея емкостью 8,8 кВтч, которую можно подзаряжать от розетки. Аналогичный элемент используется в модели Audi A3 Sportback e-tron*. Батарея расположена под полом багажного отсека и имеет отдельный контур охлаждения, поддерживающий оптимальный температурный режим.

Эта мощная батарея идеально дополняет топливный элемент. Она способна запасать энергию, полученную при торможении, а также передавать значительную мощность для энергичных ускорений. Это позволяет добиться впечатляющих динамических показателей, которые позволяют Audi A7 Sportback h-tron quattro® в полной мере соответствовать стандартам автомобилей семейства quattro®. Передняя и задняя ось автомобиля не имеют механических связей для передачи тяги. В случае пробуксовки крутящий момент на обеих ведущих осях регулируется электронной системой управления.

Запас хода Audi A7 Sportback h-tron quattro® при использовании энергии батареи составляет 50 км. Расположенную в задней части системы plug-in hybrid батарею можно подзарядить от внешнего источника электроэнергии. В зависимости от напряжения и силы тока процесс заряда батареи может занимать два (при использовании промышленной розетки с напряжением 360 вольт) или четыре часа (при зарядке от бытовой розетки с напряжением 230 вольт).

Рабочее напряжение аккумуляторной батареи отличается от напряжения топливного элемента, поэтому между двумя компонентами установлен конвертер для преобразования постоянного тока в переменный. Этот преобразователь расположен позади батареи топливных элементов. Во многих режимах работы он уравнивает напряжение, позволяя электродвигателям работать с максимальной эффективностью до 95%.

Силовая электроника в передней и задней части автомобиля преобразует постоянный ток, генерируемый топливным элементом и аккумуляторной батареей, в переменный ток для питания электродвигателей передней и задней оси.

В качестве приводов используются два синхронных электродвигателя с постоянным возбуждением, оснащенных низкотемпературным контуром охлаждения, также регулирующим температуру преобразователей напряжения. Мощность каждого из этих двигателей составляет 85 КВт, либо 114 КВт при кратковременном повышении напряжения, а максимальный крутящий момент — 270 Нм.

В корпусе каждого электродвигателя также установлена планетарная передача с постоянным передаточным отношением 7,6:1. Кроме этого, система дополнительно оснащена механическим стояночным тормозом и функцией дифференциала

Притяжение e-quattro®

Audi A7 Sportback h-tron quattro® обладает всеми достоинствами электромобиля в сочетании с новыми возможностями электрического полного привода e-quattro®. Бесшумная тяга доступна с момента начала движения, а топливный элемент достигает максимальной производительности в течение одной секунды при движении с полной нагрузкой. Это обеспечивает более динамичный отклик автомобиля по сравнению с ДВС, поскольку в системе используется лишь несколько механических компонентов.

Располагая 540 Нм крутящего момента, Audi A7 Sportback h-tron quattro®, масса которого составляет всего 1950 кг, разгоняется до 100 км/ч за 7,9 сек. Максимальная скорость автомобиля составляет 180 км/ч, что превышает показатели конкурентов. Концепция e-quattro® требует точной координации работы электродвигателей. Концепт-кар также отличают динамичность, стабильность и высокая тяга, характерные для серийных моделей с механическим приводом quattro®.

Индикатор мощности, расположенный на месте тахометра на панели приборов, информирует водителя о моментальном значении используемой мощности. Количество топлива в водородном баллоне и уровень заряда АКБ отображают индикаторы, расположенные по краям панели приборов. Распределение потока энергии отображается графически на дисплее системы MMI. Нажав клавишу EV, можно перевести автомобиль в режим движения только на энергии аккумуляторной батареи.

При переключении АКП из режима D в режим S повышается уровень рекуперации энергии при торможении, что позволяет эффективно подзаряжать батарею при энергичном вождении. Кроме этого, практически всегда торможение также происходит с использованием электродвигателей: в этом случае они выполняют функцию генераторов, преобразуя кинетическую энергию автомобиля в электроэнергию, запасаемую в АКБ. Четыре дисковых тормозных механизма вступают в действие только при необходимости более интенсивного или экстренного торможения.

Под крышкой топливного бака, расположенной на правой стороне кузова пятидверного купе, скрыт заправочный разъем водородного баллона. Полная заправка водородом занимает около трех минут, что приблизительно соответствует времени заправки обычного автомобиля. с помощью инфракрасного порта топливный бак и заправочная система обмениваются данными для контроля давления и температуры.

Нулевые выбросы

Четыре водородных баллона Audi A7 Sportback h-tron quattro® расположены под полом багажного отсека, перед задней осью и в центральном тоннеле. Внутренняя часть баллона изготовлена из алюминия, а внешний слой — из углепластика (CFRP). Баллоны вмещают около пяти килограммов водорода при давлении 700 бар, что обеспечивает запас хода более 500 км. В соответствии с циклом NEDC расход топлива составляет приблизительно один килограмм водорода на 100 км пути, что с энергетической точки зрения эквивалентно 3,7 л бензина.

Audi A7 Sportback h-tron quattro® уже сегодня перемещается с нулевым уровнем выбросов. А если в качестве топлива будет применяться возобновляемый водород, то автомобиль может использоваться в целом как транспортное средство с нулевым уровнем выбросов: в 2013 году компания Audi запустила экспериментальный завод, на котором возобновляемая энергия ветра используется для производства водорода с помощью электролиза. В настоящее время этот водород используется как один из компонентов процесса для производства синтетического метана (Audi e-gas). Следующим этапом будет поставка этого водорода на заправочные станции, что позволит заправлять им автомобили с топливными ячейками. Это еще один уверенный шаг в направлении создания экологически устойчивой мобильности с нулевым уровнем выбросов.

Расход топлива

Audi A7 Sportback

Audi A3 Sportback e-tron

** Расход топлива и выбросы CO₂ варьируются в зависимости от используемых колесных дисков и шин. Эти показатели зависят не только от эффективности расхода топлива, потребляемого автомобилем, но и от стиля вождения и других факторов нетехнического характера.

Информация и фото предоставлены Audi Russia.

25.11.2014