Todos los secretos del Audi R8 e-tron

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Con el R8 e-tron, Audi muestra lo deportiva y dinámica que puede ser la movilidad eléctrica.

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El Audi R8 e-tron, la versión eléctrica del exitoso superdeportivo de Audi finalmente no se producirá en serie. No obstante, la marca afirma que ha aportado un extenso "know how" para el desarrollo de los futuros modelos de la marca, que equiparan esta tecnológica de propulsión.

Representa un nuevo paso evolutivo de la tecnología de construcción ligera "Audi Ultra", ya por todos conocida. Se trata de una configuración "Multimaterial Space Frame", en la que grandes piezas de material plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) complementan a la estructura de aluminio.

El peso total del coche es de 1.780 kg, con una estructura de carrocería que pesa, incluidas las piezas laterales, 199 kg. Esto suponen 23 kilos menos que un R8 coupe de construcción ASF (Audi Space FRame) de aluminio. Las piezas de CFRP suponen el 23% del peso de la carrocería en bruto, siendo las de metal el 75%. El resto recae en otros materiales.

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La capa exterior está compuesta casi en su totalidad por CFRP. Cada pieza ha sido específicamente adaptada a su lugar de montaje y a su finalidad. En algunas zonas del capo delantero, por ejemplo, hay siete capas superpuestas de "alfombrillas" de fibra de carbono. En las carcasas interiores de las piezas laterales traseras, por el contrario, bastan dos capas entre las que se ha integrado una material de fieltro.

Atrás, se emplea una mezcla de CFRP y metal. La bandeja coportante del maletero, realizada en CFRP, integra estructuras de choque onduladas con las que el modulo trasero puede absorber una cantidad de energía cinco veces superior ala de una estructura de aluminio. En los montantes B y en la pared posterior se emplea un nuevo concepto con una estructura tipo "sandwich" que reduce el peso en 11,5 kg.

La carrocería no tiene más de nueve piezas iguales a cualquier otro R8 de gasolina. Al no montar radiador de aceite y al no necesitar aire de aspiración, las entradas de aire en el frontal y los "Sideblades" están cerradas. Solo entra aire para la refrigeración a través de la zona inferior de la calandra. El aire necesario para la gestión térmica fluye por un canal a través del frontal del vehículo y vuelve a salir por un orificio en el capó delantero.
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Al prescindir también del motor de combustión y el sistema de escape, se ha podido diseñar unos bajos completamente planos. En su parte trasera, el difusor es más largo y está en una posición relativamente inclinada, canalizando el aire de manera que armonice con el flujo de la zaga evitando turbulencias.

El habitáculo está caracterizado por superficies de CFRP, cuero de tacto muy suave y alcántara. Los asientos son anatómicos y cuentan con carcasas fabricadas con CFRP, pesando cada uno de ellos solo 17,6 kilos.

Bandas de LED en el cuadro de instrumentos proporcionan información sobre la temperatura del liquido refrigerante y el estado de carga de la batería. El "Powermeter" indica la potencia y la recuperación de energía en una escala que va del 0 al 100%. Una pantalla a color de siete pulgadas sirve como sistema de información al conductor, que  junto con el monitor MMi, muestra todos los datos importantes sobre la conducción eléctrica. Entre ellos, el consumo indicado el kWh por cada 100 km de recorrido, el grado de recuperación seleccionado, la cantidad de energía recuperada y un gráfico animado del flujo de energía. Adicionalmente, se muestra el alcance de forma gráfica en los mapas del sistema de navegación.

Otra de las innovaciones del R8 e-tron es el retrovisor digital. Un display de alta resolución con 6,8 pulgadas, construido con tecnología AMOLED (Active Matrix Organic Light Emiting Diode). Una pequeña cámara muy eficaz registra la imagen de una amplio campo visual con una elevada sensibilidad. Una unidad de mando se encarga de que la imagen se muestre en el display de un modo brillante y con muchos contrastes. Con apenas siete milímetros, el display tiene un contraste diez veces superior y una eficiencia energética un 30% superior que un monitor LCD.
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Dos motores eléctricos se encargan de mover al R8 e-tron, alimentados por una batería de iones de litio, con una capacidad energética de 48,6 KW/h. Rinden 380 CV (280 KW, 140 cada uno) con un par máximo de 820 Nm (410 cada motor). Acelera de 0 a 100 en 4,2 segundos y tiene una velocidad máxima limitada de 200 km/h. Una carga de batería es suficiente para recorrer 215 km.

En margenes muy amplios, los motores alcanzan un rendimiento de mas del 95%. Sin la regulación podrían girar hasta las 12.500 rpm, lo que supondría una velocidad máxima de 250 km/h.

Concebidos como motores síncronos, ofrecen una elevada densidad de potencia y par, pudiendo funcionar también en un modo muy eficiente con una reducida cantidad de potencia. Cada motor es alimentado por su propio modulo electrónico de potencia, y cuentan con su correspondiente regulación de temperatura. Es estator, la parte fija de los motores, esta refrigerado por agua, mientras que el rotos o parte móvil, recibe refrigeración adicional por aire.

Los inversores, una de las piezas mas importante de un motor eléctrico, al estar encargadas de transformar la tensión continua de la batería en corriente alterna de amplitud y frecuencia variable en función de las necesidad, marcan la pauta en lo referente a su compacidad y ligereza.

Audi-R8-e-tron_20-960x676 Además, también permiten una vectorización electrónica del par, que gracias al mando independiente de cada motor y a su espontanea respuesta, permiten llevar a cabo la función de manera muy variable y rápida. La posibilidad de frenar o acelerar cada motor de forma selectiva, permite repartir el par en función de las necesidades mientras se traza una curva.

La batería ha sido concebida y desarrollada por la propia Audi. Está atornillada a la estructura por cuarenta puntos, actuando como elemento coportante, que doble con creces la rigidez del "Multimaterial Space Frame". Integra 530 celdas planas prismáticas. Se ha construido en forma de "T", con una longitud de 235 cm, una anchura de 134 cm y, junto a la unidad de mando, una altura de 71 cm.

En la zona del túnel hay dos pisos superpuestos con módulos de celdas, y en la zona trasera cuatro. Están separados entre si mediante placas de doce milímetros de grosor, fabricadas en aleaciones de aluminio de alta resistencia, y al mismo tiempo, forman la estructura portante de la batería. El liquido refrigerante circula por estrechos canales fresados, que tienen una longitud de varios cientos de metros, y un distribuidor hidráulico garantiza un caudal homogéneo y calculado con precisión, que regula por igual la temperatura de todas las celdas.
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Junto con los conmutadores de alta tensión y los fusibles de potencia dentro de la caja electrónica "e-box", se encuentra el sistema de gestión de la batería.

Las principales tareas del sistema de batería son, por un lado, supervisar la seguridad del sistema y adoptar en caso necesario, las medidas pertinentes para evitar peligros. Por otro lado, determina el estado de carga y la capacidad de rendimiento de la batería, y transmite los valores a las unidades de mando de los motores eléctricos.

Para ello, el sistema de gestión recurre, por ejemplo, a una red de sistemas electrónicos de celdas en el interior de la batería, recopilando así las tensiones y temperaturas de las celdas. Si el estado de la batería baja aproximadamente al limite inferior del 15% SOC (State Of Charge), el controlador reduce correspondientemente la potencia eléctrica que se puede solicitar de la batería. Además, se supervisa permanentemente el funcionamiento y la seguridad de la red de a bordo. En caso de producirse un accidente la batería se desactiva.

Se ofrecen dos posibilidades de carga. Con corriente continua de 230 v de la red domestica, que necesitaría de 12 horas para completar la recarga completa, o bien, utilizar corriente alterna. En función de la potencia de conexión de esta última, se requeriría menos de una hora.

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A través de la aplicación para teléfonos móviles de última generación, el conductor puede controlar y supervisar a distancia muchas funciones e información, entre ellas el estado de la carga, la calefacción del habitáculo y el indicador de autonomía.

Igualmente, la batería se recarga durante la marcha, gracias a la frenada regenerativa. Se pueden seleccionar tres grados de recuperación a través de las levas del volante. Al frenar, la recuperación es especialmente elevada, dado que los motores eléctricos asumen, por norma general, la deceleración hasta unos 0,3 G. A continuación, entre en juego gradualmente el sistema de frenos delantero, mientras los motores eléctricos pueden recuperar aun hasta 0,45 G.

La batería está colocada entre los ejes, con una posición de montaje muy baja, ayudando al reparto de pesos del 42/58% y a rebajar el centro de gravedad.

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Los frenos traseros son de accionamiento electromecánico. Transmisiones de bolas rodantes, accionadas y controladas eléctricamente (by wire), presionan las pastillas contra los discos de forma ultrarápida. Delante, se monta un sistema hidráulico que obtiene de la depresión necesaria de dos bombas de vació. Los discos se han fabricado en cerámica reforzada con fibra de carbono.

También presenta nuevas soluciones en el tren de rodaje. Los muelles helicoidales se han fabricado en material plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP) y pesan solo 1,2 o 1,3 kilos respectivamente. Alrededor de un 40% menos que unos muelles de acero. Los cubos de las ruedas traseras se han forjado en titanio y ahorran 0,6 kg. Delante monta una barra estabilizadora con un tubo compuesto por capas enrolladas de CFRP y terminales de aluminio. El componente pesa únicamente 2,5 kg, una ventaja del 35%.

Monta llantas de 19 pulgadas, con unas cubiertas regulables que con ayuda de la fuerza centrifuga, cierran los orificios entre los radios a partir de 50 km/h, volviéndolos a abrir al reducir la velocidad. Las "aero ruedas" activas, reducen el coeficiente de resistencia aerodinámica en aproximadamente 0,02. Además, se calzan con neumáticos de baja resistencia a la rodadura, con medidas 225/35 delante y 275/35 detrás.

Con la bomba de calor, Audi ha conseguido en la gestión térmica del coche, una solución eficiente de la que se beneficiaran los futuros modelos de serie eléctricos. Esta solución, de extremada complejidad, mantiene el nivel de temperatura ideal en todos los componentes importantes del sistema de propulsión: batería, motores, el engranaje y los módulos. Con el calor absorbe climatiza el habitáculo. La eficiente gestión de la energía eléctrica incrementa la autonomía hasta en un 20%.

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La bomba de calor también funciona con el vehículo parado. Calienta el habitáculo más rápido que una calefacción o un climatizador convencional. Con 1 KW de potencia eléctrica, puede proporcionar hasta 3 KW de potencia calorífica. Cuando la instalación funciona como bomba de calor de aire, utiliza el aire del entorno como fuente de calor. La transferencia de calor al circuito de refrigeración se lleva a cabo a través del condensador frontal, que aquí ejerce la función de evaporador.

A temperaturas exteriores bajas, la bomba de calor utiliza el calor disipado por los motores eléctricos y por la batería de alto voltaje, a través de los evaporadores especiales y componentes encargados de enriar los grupos mecánicos. El registro de calefacción calienta el habitáculo en la mayoría de los casos a través de la energía calorífica almacenada en el refrigerante mediante condensación y trasmisión de calor al aire fresco aspirado. Solo cuando se desea un calentamiento lo más rápido posible, entra en juego una calefacción eléctrica adicional PTC.

Para rematar este superdeportivo, y dada su condición de vehículo eléctrico, equipa el sistema "e-sound", que emite un sonido creado por sistetizador y que se puede escuchar has los 60 km/h. Un pequeño ordenador genera las frecuencias basándose en los datos que obtiene la unidad de mando del sistema de propulsión, mientras que un robusto sistema de altavoces situados en los bajos, las irradia a la carretera.





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Audi R8 e-tron, álbum en Flickr.

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