Design e configurazione
Già al primo sguardo ci si rende conto della levatura di questa automobile: larga e imponente che traspira potenza. La Audi e-tron domina la strada: struttura monolitica, posteriore compatto, frontale caratterizzato dal trapezio della griglia single frame, fiancheggiata da ampie prese d’aria. La parte superiore della griglia si unisce alle piatte fasce dei fari modulari adattivi matrix-beam protetti da vetri di proiezione trasparenti. Tutti i gruppi ottici sono realizzati con l’efficientissima tecnologia LED – un vanto per la Audi, che in materia è il precursore mondiale. I fari sono il fulcro di un sistema di illuminazione assistita completamente automatico: questa nuova tecnologia è in grado di riconoscere le condizioni meteorologiche e di adattare opportunamente le luci a situazioni di pioggia o nebbia. Una videocamera, coadiuvata da un veloce calcolatore, rileva le caratteristiche del traffico proveniente dal senso opposto, riconosce le corsie di marcia e misura la lunghezza del campo visivo, come in caso di nebbia. Così, quando si incrociano veicoli provenienti in senso opposto, il cono luminoso proiettato dall’abbagliante viene abbassato in maniera corrispondente. I fari direzionali elaborano i dati di navigazione e illuminano la curva prima che il conducente la percorra. La Audi e-tron non monta fari antinebbia convenzionali, perché assorbirebbero troppa energia, ma modula la luce anabbagliante in maniera dinamica e intelligente: la luminosità dei fari è, infatti, estesa in larghezza, un accorgimento che riduce anche l’effetto di autoabbagliamento. La versatilità dei fari si riflette anche nel design: a seconda della velocità della vettura e delle condizioni ambientali, gli elementi a LED modificano il proprio aspetto e, conseguentemente, anche l’immagine frontale del veicolo.
La Audi e-tron è larga 1,90 metri per soli 4,26 metri di lunghezza e 1,23 metri di altezza: indubbiamente le proporzioni di un’auto supersportiva. Il passo di 2,60 metri offre molto spazio sia agli occupanti, sia ai componenti tecnici. L’abitacolo della e-tron è dislocato in posizione avanzata, come spesso accade per le auto sportive con motore centrale, per lasciare lo spazio davanti all’asse posteriore all’unità batteria, dal peso di circa 470 kg, al convertitore e all’impianto elettronico di potenza. Entrambi i motori elettrici che poggiano dietro l’asse posteriore dispongono di un proprio sistema di raffreddamento. I motori elettrici anteriori hanno l’impianto di raffreddamento in posizione antistante. Questa configurazione speciale si traduce in un bilanciamento perfetto del peso, ripartito nella misura di 42:58 tra asse anteriore e posteriore, a tutto vantaggio della dinamica di marcia. La costruzione leggera è un fattore molto importante ai fini dell’efficienza e dell’autonomia per i veicoli elettrici, molto di più di quanto non lo sia per le automobili convenzionali: la struttura della carrozzeria si basa, sulla tecnologia Audi Space Frame (ASF) ed è stata realizzata con formula ibrida. Tutte le parti applicate quali portiere, pannelli laterali e tetto sono costruiti in fibra sintetica rinforzata. La combinazione di alluminio e materiale composito in fibra di carbonio garantisce elevata stabilità e peso leggero; la Audi adotterà a breve questa soluzione in una forma simile anche nella produzione di serie. Il peso complessivo della Audi e-tron, nonostante l’impegnativo sistema di trazione con 4 motori elettrici e il sistema di alimentazione a batteria, è di soli 1.600 kg.
Interni e comandi ridotti all’essenziale
Il design dell’abitacolo, tipico del linguaggio del design Audi, è essenziale come architettura, gestione dei comandi e flusso di informazioni. La plancia portastrumenti, prosegue lateralmente il suo arco fino a culminare nei rivestimenti delle portiere. I designer hanno sfruttato l’opportunità di conferire al tunnel e alla consolle centrali una forma molto snella e leggera, non dovendo prendere in considerazione l’ingombro di cambio, comandi del cambio e albero cardanico. La leva selettrice integrata a filo, con cui il conducente sceglie tra le posizioni avanti/indietro/folle, fuoriesce dal tunnel all’avviamento della vettura. Anche il cockpit della e-tron è orientato verso il conducente: al posto dello strumento combinato classico, questa vettura per la prima volta dispone di un grande display centrale basculante con funzioni MMI integrate, collocato in mezzo a due quadranti circolari collegati direttamente al piantone dello sterzo. L’MMI è comandato da un’interfaccia a scorrimento sensibile al tatto posta sul volante (MMI touch) – un elemento che si ispira ai moderni telefoni smartphone. A destra un tachimetro analogico indica la velocità, mentre a sinistra il conducente viene informato sulla potenza momentaneamente assorbita. Il display centrale visualizza l’autonomia di percorrenza e tutte le informazioni più importanti provenienti dai sistemi di navigazione. Il display, inoltre, fornisce al conducente i dati rilevanti relativi alla comunicazione del veicolo con l’ambiente esterno. I leggeri sedili avvolgenti ispirati al mondo delle competizioni automobilistiche conciliano eccellente sostegno laterale e comfort. Due colori, bianco neve e cognac, contraddistinguono gli ambienti differenti dell’abitacolo, conferendo inoltre eleganza e sportività grazie anche ai loro materiali pregiati.
Trazione e approvvigionamento energetico
Con quattro motori elettrici asincroni dalla potenza complessiva di 313 CV (230 kW), lo studio Audi e-tron può entrare a pieno titolo nella categorie delle supersportive. Accelera in 4,8 secondi da 0 a 100 km/h e in 4,1 secondi da 60 a 120 km/h. La coppia viene trasmessa alle ruote in modo selettivo a seconda della situazione di marcia e delle condizioni del fondo stradale, conferendo alla vettura elevatissime qualità di trazione e di manovrabilità. La velocità massima è limitata a 200 km/h perché il fabbisogno energetico dei motori elettrici aumenta in maniera non proporzionale all’aumentare della velocità. L’autonomia di percorrenza a regime misto, in base al nuovo ciclo di guida europeo NEDC, si aggira attorno ai 248 km. Tale buon livello di autonomia è stato reso possibile grazie ad un approccio di ricerca integrata, in cui una tecnica studiata appositamente per la trazione con motori elettrici è stata affiancata alla tecnologia di alimentazione a batterie più innovativa. Il blocco batteria dispone di una capacità energetica complessiva di circa 53 kWh, la cui parte sfruttabile è tuttavia limitata a 42,4 kWh a favore di una maggior vita utile. Per il bilanciamento termico della batteria la Audi ha scelto un sistema di raffreddamento a liquido. L’accumulatore di energia è ricaricato con corrente domestica di 230 Volt/16 Ampere, mediante un cavo e una spina; la presa elettrica è posizionata sulla parte posteriore, protetta da un apposito coperchio. La batteria scarica richiede un tempo di ricarica compreso tra 6 e 8 ore, ma utilizzando corrente ad alta tensione (400 Volt, 63 Ampere) il tempo si riduce a circa 2,5 ore. Per ottimizzare il comfort del procedimento di ricarica, gli ingegneri Audi hanno escogitato una soluzione senza cavi. La postazione di carica induttiva, che può risiedere sia nel garage di casa che in speciali parcheggi dedicati, viene attivata automaticamente all’aggancio del veicolo. La batteria viene caricata non solo a veicolo fermo, ma anche durante la marcia: questa forma di recupero e re-immagazzinamento dell’energia nella batteria è disponibile già oggi in molti modelli Audi di serie. In fase di frenata, il generatore trasforma l’energia cinetica in energia elettrica, che viene quindi immessa nella rete di bordo.
La Audi e-tron, dotata di dischi freno ceramici, compie un passo decisivo verso il futuro: il suo impianto frenante elettromeccanico consente di sfruttare il potenziale di recupero dei motori elettrici. L’asse anteriore monta pinze fisse idrauliche, mentre quello posteriore è dotato di due innovative pinze flottanti azionate non per via meccanica o idraulica, ma elettricamente via cavo (brake by wire). Inoltre non si verificano perdite per attrito durante la marcia normale dovute al leggero attrito delle pastiglie sui freni. A seguito del disaccoppiamento del pedale del freno i motori elettrici della e-tron possono convertire in energia elettrica, e quindi recuperare, la totalità dell’energia di frenata. L’impianto frenante elettromeccanico entra in azione solo quando è richiesta una forte decelerazione.
La novità assoluta della pompa di calore
Anche la pompa di calore, una novità nella tecnica automobilistica, ha la funzione di incrementare efficienza e autonomia di percorrenza. Diversamente da quanto accade nel motore a combustione, un motore elettrico non produce calore sufficiente per riscaldare gli interni in modo efficace. Alcuni veicoli elettrici sono equipaggiati con riscaldatori elettrici supplementari che provocano però un elevato dispendio di energia. La pompa di calore utilizzata dalla Audi, già conosciuta per il suo impiego nell’edilizia, è una macchina di co-generazione elettrotermica altamente efficiente e in grado di fornire calore con un consumo di energia proporzionalmente molto basso. Per il raffreddamento dell’abitacolo il veicolo dispone di un efficiente impianto di climatizzazione che, in combinazione con il sistema di termoregolamentazione, prevede anche il controllo della temperatura della batteria ad alto voltaggio. La batteria, il sistema elettronico di potenza e i motori elettrici devono essere mantenuti a temperature congeniali al fine di ottimizzare potenza e autonomia.
Come e meglio di un’integrale
La ripartizione della coppia di trazione della e-tron è, in condizioni normali, distintamente a favore dell’asse posteriore, analogamente quindi alla ripartizione dei pesi. Come su una vettura sportiva con motore centrale, circa il 70% della forza generata dal motore è trasferita al retrotreno e il restante 30% all’avantreno. Se l’asse posteriore dovesse slittare, la ripartizione della coppia può essere modificata in maniera variabile, essendo i quattro motori comandati da un sistema centralizzato. In altre parole, il veicolo elettrico della Audi offre già tutti i vantaggi noti e consolidati della tecnologia della trazione integrale quattro. I quattro singoli motori che, ai fini di una migliore trazione, sono posizionati dietro le ruote, rendono possibile anche un intelligente controllo della dinamica trasversale della e-tron. Analogamente a quanto accade con il differenziale sportivo delle vetture quattro di serie, questo sistema consente di mettere in atto, quando necessario, il cosiddetto “torque vectoring”, ossia l’accelerazione mirata e indipendente di singole ruote – conferendo maggiore dinamicità e sicurezza alla e-tron. Questa concept car Audi viaggia, come si addice a una supersportiva, su ruote da 19 pollici con un inedito design a lamelle. Il necessario grip con l’asfalto è garantito da pneumatici anteriori in misura 235/35 e da pneumatici posteriori in misura 295/30.
Comunicazione Car-to-X
Il prototipo presenta un nuovo sistema di elaborazione delle informazioni che aprirà la strada a una nuova epoca di controllo del traffico stradale, soprattutto nelle regioni e nei Paesi ad alta densità di traffico. Tale progresso è reso possibile grazie alla rapida evoluzione in materia di potenza di calcolo, software e tecnologia di comunicazione. La Car-to-X communication designa lo scambio diretto di informazioni nella circolazione stradale e con l’ambiente circostante. La lettera X è una variabile che vuole indicare sia gli altri veicoli sia l’infrastruttura fissa, quale un semaforo. A differenza degli odierni sistemi telematici, la Car-to-X communication non necessita più di un gestore centrale per acquisire ed elaborare in modo efficace e veloce le informazioni: sono gli utenti stessi a generarle e a utilizzarle collegandosi spontaneamente tra di loro.