Audi A7 Sportback h-tron quattro Concept
Nó bao phủ hơn 500 km (310,7 mi) trên một bình nhiên liệu – và ống xả của nó không thải ra nhiều giọt nước: A7 Sportback h tron quattro sử dụng hệ dẫn động điện thể thao, mạnh mẽ với pin nhiên liệu làm nguồn năng lượng, kết hợp với một bộ pin hybrid và một mô-tơ điện bổ sung ở phía sau. Cấu hình truyền động của nó làm cho Audi A7 Sportback h-tron quattro không phát thải trở thành một quattro xuyên suốt và xuyên suốt, với 170 kilowatt công suất tùy ý sử dụng – một sự khởi đầu mới trong những chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu. Không có kết nối cơ khí giữa trục trước và trục sau. Là một e quattro, A7 Sportback h-tron quattro có tính năng quản lý phân phối mô-men xoắn hoàn toàn bằng điện tử.
Ở chế độ pin nhiên liệu, A7 Sportback h-tron quattro chỉ cần khoảng một kg (2,2 lb) hydro để cung cấp 100 km (62,1 mi) – hàm lượng năng lượng của nó tương đương với 3,7 lít (1,0 US gal) xăng. . Dung tích của xe tăng có nghĩa là nó có tầm bắn hơn 500 km (310,7 mi).
Giống như một chiếc xe có động cơ đốt trong, việc đổ xăng chỉ mất khoảng ba phút. Phạm vi hoạt động được tăng lên tới 50 km (31,1 mi) nhờ pin có công suất 8,8 kilowatt-giờ, được sạc lại bằng cách phục hồi hoặc thay thế từ ổ cắm điện. Là một plug-in hybrid, A7 Sportback h-tron quattro do đó sẽ có thêm phạm vi dự trữ quan trọng.
Audi A7 Sportback h-tron quattro
Nó tăng tốc từ 0 đến 100 km / h (62,1 mi) trong 7,9 giây và đạt tốc độ tối đa 180 km / h (111,8 mph). Nó đi được hơn 500 km (310,7 mi) trên một bình nhiên liệu – và ống xả của nó không thải ra gì nhiều hơn một vài giọt nước: A7 Sportback h-tron quattro, mà Audi sẽ ra mắt tại Los Angeles Auto Show 2014, sử dụng một Hệ dẫn động điện thể thao, mạnh mẽ với pin nhiên liệu làm nguồn năng lượng hoạt động kết hợp với pin hybrid và một mô-tơ điện bổ sung ở phía sau. Công suất tổng thể của hệ thống điện là 170 kW được chuyển đến cả bánh trước và bánh sau. Cấu hình dẫn động này làm cho Audi A7 Sportback không phát thải trở thành một quattro xuyên suốt – một sự khởi đầu mới trong những chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu.
Audi A7 Sportback h-tron quattro Concept (2014)
2014 Audi A7 Sportback h-tron quattro Concept
“A7 Sportback h-tron quattro là một chiếc Audi chính hiệu – đồng thời thể thao và hiệu quả. Được hình thành như một chiếc e-quattro, hai động cơ điện của nó dẫn động cả bốn bánh”, GS.TS Ulrich Hackenberg, Thành viên Hội đồng quản trị, giải thích. cho Phát triển Kỹ thuật tại Audi. “Mẫu xe ý tưởng h-tron cho thấy chúng tôi đã làm chủ được công nghệ pin nhiên liệu. Chúng tôi đang ở vị trí để khởi động quy trình sản xuất ngay khi thị trường và cơ sở hạ tầng sẵn sàng.”
Chữ “h” trong tên h-tron biểu thị nguyên tố hóa học là hydro. Về mặt hình ảnh, các mẫu xe trình diễn công nghệ mà Audi đã mang đến Los Angeles Auto Show về cơ bản giống với các mẫu xe sản xuất. Như nhãn hiệu với biển hiệu h-tron tiết lộ, mẫu xe ý tưởng này hiện đã có vị trí bên cạnh các mẫu Audi khác với các nguyên tắc truyền động thay thế, e-tron và g-tron. Bên ngoài, không có bằng chứng nào khác về pin nhiên liệu chuyển hóa hydro thành năng lượng điện trên xe.
Pin nhiên liệu
Sự khác biệt quan trọng nằm bên dưới mui xe của A7 Sportback: Pin nhiên liệu trong trình diễn công nghệ Audi được lắp đặt ở phía trước, phản chiếu chiếc A7 Sportback thông thường với động cơ đốt trong. Vì hệ thống xả chỉ phải xử lý hơi nước nên nó được làm bằng nhựa tiết kiệm trọng lượng.
Bản thân pin nhiên liệu bao gồm hơn 300 tế bào riêng lẻ cùng nhau tạo thành một ngăn xếp. Lõi của mỗi tế bào riêng lẻ này là một màng polyme. Có chất xúc tác gốc bạch kim ở cả hai mặt của màng.
Đây là cách hoạt động của pin nhiên liệu: Hydro được cung cấp cho cực dương, nơi nó bị phân hủy thành proton và electron. Các proton di chuyển qua màng đến cực âm, nơi chúng phản ứng với oxy có trong không khí để tạo thành hơi nước. Trong khi đó, bên ngoài ngăn xếp, các electron cung cấp năng lượng điện – tùy thuộc vào điểm tải, điện áp tế bào riêng lẻ là 0,6 đến 0,8 volt.
Toàn bộ pin nhiên liệu hoạt động trong dải điện áp từ 230 đến 360 vôn. Các cụm phụ trợ chính bao gồm:
một bộ tăng áp giúp đẩy không khí vào các tế bào,
cái gọi là quạt tuần hoàn – nó trả lại hydro không sử dụng đến cực dương, do đó tăng hiệu suất, và
một máy bơm nước làm mát.
Các thành phần này có ổ điện cao áp và được cung cấp năng lượng bởi pin nhiên liệu.
Có một mạch làm mát riêng để làm mát thiết yếu của pin nhiên liệu. Bộ trao đổi nhiệt và bộ phận gia nhiệt phụ tự điều chỉnh nhiệt điện duy trì nhiệt độ dễ chịu trong cabin.
Pin nhiên liệu, hoạt động trong phạm vi nhiệt độ 80 độ C, đặt ra yêu cầu làm mát xe cao hơn so với động cơ đốt trong tương đương nhưng đạt được hiệu suất vượt trội lên tới 60% – gần gấp đôi so với động cơ đốt trong thông thường. Hiệu suất khởi động lạnh của nó được đảm bảo xuống tới -28 độ C.
Nhúng vào hỗn hợp
Điểm đặc biệt của A7 Sportback h-tron quattro là khái niệm plug-in hybrid – điều này thể hiện một sự tiến hóa hợp lý từ những chiếc xe thử nghiệm Audi A2 H2 và Q5 HFC. Nó có một pin lithium-ion trên bo mạch có thể được sạc lại từ ổ cắm điện bằng chì; với công suất năng lượng 8,8 kWh, nó đã được áp dụng từ A3 Sportback e-tron. Nó nằm bên dưới thân cây và có một mạch làm mát riêng để quản lý nhiệt.
Loại pin hiệu suất cao này trở thành đối tác lý tưởng của pin nhiên liệu. Nó có thể lưu trữ năng lượng thu hồi từ các ứng dụng phanh và cung cấp năng lượng đáng kể để thúc đẩy toàn tải. Điều này mở đường cho khả năng tăng tốc ấn tượng, khiến A7 Sportback h-tron quattro thực sự đáp ứng các tiêu chuẩn quattro. Cả cầu trước và cầu sau đều không có kết nối cơ khí để truyền sức mạnh. Trong trường hợp trượt, mô-men xoắn cho cả hai trục dẫn động có thể được điều khiển bằng điện tử và được điều chỉnh liên tục.
Về năng lượng pin, Audi A7 Sportback h-tron quattro đi được quãng đường 50 km (31,1 mi). Pin ở phía sau của plug-in hybrid có thể được sạc lại bằng chì. Tùy thuộc vào đánh giá điện áp và dòng điện, việc sạc đầy sẽ mất từ hai giờ (ổ cắm điện công nghiệp / 360 vôn) đến bốn giờ (ổ cắm điện trong nước ở 230 vôn).
Pin hoạt động ở mức điện áp khác với pin nhiên liệu. Vì lý do đó, có một bộ chuyển đổi DC (DC / AC) giữa hai thành phần. Bộ chuyển đổi ba cổng này nằm phía sau ngăn xếp. Trong nhiều trạng thái hoạt động, nó cân bằng điện áp, cho phép động cơ điện hoạt động với hiệu suất tối đa là 95%.
Các thiết bị điện tử công suất ở phía trước và phía sau của xe chuyển đổi dòng điện một chiều từ pin nhiên liệu và pin thành dòng điện xoay chiều cho các động cơ điện dẫn động cầu trước và cầu sau riêng biệt.
Hai động cơ điện được làm mát bằng mạch nhiệt độ thấp cùng với bộ biến đổi điện áp là máy điện đồng bộ được kích thích vĩnh viễn. Mỗi người trong số họ có công suất 85 kW, hoặc thậm chí 114 kW nếu điện áp tạm thời được nâng lên. Mô-men xoắn cực đại là 270 Newtonmeters (199,1 lb-ft) trên mỗi động cơ điện.
Vỏ của động cơ điện kết hợp các bộ truyền bánh răng hành tinh với tỷ số truyền đơn là 7,6: 1. Hệ thống sẽ tắt hệ thống khóa đỗ xe cơ học và chức năng vi sai.
Sự hấp dẫn của e-quattro
Lái xe trong Audi A7 Sportback h-tron quattro mang đến sự hấp dẫn đầy đủ của hệ thống truyền động điện kết hợp với e-quattro mới. Động cơ đẩy im lặng hoàn toàn có sẵn ngay từ đầu và pin nhiên liệu đạt công suất cực đại trong vòng một giây khi đầy tải – một phản ứng năng động hơn động cơ đốt trong vì toàn bộ hệ thống truyền động chỉ bao gồm một số thành phần cơ khí.
Với sức đẩy 540 Nm (398,3 lb-ft) tùy ý sử dụng, Audi A7 Sportback h-tron quattro, có trọng lượng chỉ khoảng 1.950 kg (4.299,0 lb), chạy từ trạng thái bế tắc đến 100 km / h (62,1 mph) ) trong 7,9 giây. Tốc độ tối đa của nó là 180 km / h (111,8 mph) – một con số hàng đầu đối với các đối thủ cạnh tranh. Khái niệm e-quattro yêu cầu sự phối hợp chính xác của các động cơ điện – trình diễn công nghệ mang đến một hệ dẫn động thể thao, ổn định và có độ bám đường cao, có thể so sánh với một chiếc xe sản xuất với hệ dẫn động quattro cơ học.
Một đồng hồ đo điện – ở vị trí của bộ đếm vòng quay trong cụm đồng hồ – thông báo cho người lái xe về dòng điện nhất thời. Các phần bên ngoài hiển thị mức nhiên liệu trong bình hydro và mức sạc pin. Đồ họa trên màn hình MMI trực quan hóa dòng năng lượng. Khi người lái xe nhấn nút EV, người trình diễn công nghệ sẽ chỉ sử dụng năng lượng pin.
Việc chuyển từ chế độ hộp số tự động D sang S giúp tăng mức độ phục hồi năng lượng khi phanh, để pin được sạc đầy hiệu quả trong quá trình lái thể thao. Các ứng dụng phanh cũng vậy, hầu như luôn được thực hiện hoàn toàn bằng điện: Các động cơ điện sau đó hoạt động như máy phát điện và chuyển đổi động năng của ô tô thành năng lượng điện được lưu trữ trong pin. Bốn phanh đĩa chỉ tham gia nếu cần phanh gấp hoặc mạnh hơn.
Nắp bình nằm ở phần bên phải của chiếc coupe năm cửa, che giấu một đầu nối nạp khí hydro. Việc tiếp nhiên liệu hoàn toàn bằng H2 mất khoảng ba phút, gần bằng với ô tô thông thường. Các xe tăng liên lạc với hệ thống tiếp nhiên liệu bằng giao diện hồng ngoại và cân bằng mức áp suất và nhiệt độ.
Không phát thải
Bốn bình chứa hydro của Audi A7 Sportback h-tron quattro được đặt bên dưới đáy thùng xe, phía trước trục sau, trong đường hầm trung tâm. Lớp da bên ngoài được làm từ polyme gia cố bằng sợi carbon (CFRP) bao bọc lớp vỏ nhôm bên trong. Các bồn chứa này có thể lưu trữ khoảng 5 kg hydro ở áp suất 700 bar – đủ để lái xe trên 500 km (310,7 mi). Theo chu trình NEDC, mức tiêu thụ nhiên liệu là khoảng một kg (2,2 lb) hydro trên 100 km (62,1 mi) – một lượng có hàm lượng năng lượng tương đương với 3,7 lít (1,0 US gal) xăng.
Đó là trường hợp A7 Sportback h-tron quattro luôn di chuyển mà không có khí thải cục bộ. Bằng cách sử dụng nhiên liệu tái tạo hydro, nó cũng có thể được sử dụng trên toàn cầu như một phương tiện không phát thải: Kể từ năm 2013, Audi đã vận hành một nhà máy thí điểm trong đó năng lượng gió tái tạo được sử dụng để sản xuất hydro bằng điện phân. Hiện tại, hydro này vẫn được sử dụng trong một quy trình sản xuất bổ sung để thu được khí mê-tan tổng hợp (Audi e-gas). Một động thái trong tương lai nhằm cung cấp hydro này vào mạng lưới trạm nạp và cung cấp hydro sẽ giúp nó có sẵn để tiếp nhiên liệu cho các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu. Đây là một lựa chọn hợp lý cho khả năng di chuyển bền vững và không có khí thải.