Audi RS Q e-tron – S hybridem do pouště

Audi pro letošní Dakar Rally připravilo pozoruhodný speciál poháněný originálním sériovým plug-in hybridním pohonem. Všechny tři nasazené vozy dojely do cíle a ukázaly další možný vývoj techniky určené pro dálkové maratony.

Elektrický pohon se v různých podobách postupně dostává nejen na běžné silnice, ale také do různých disciplín motoristického sportu. K vidění je například v čisté formě v seriálu Formula E a v hybridní podobě v nejvyšší kategorii vytrvalostních závodů, ve formu­li 1 a od příští sezóny také v automobilových soutěžích. Audi jej, v originální podobě, nyní přineslo také do nejvyšší třídy kategorie automobilů (FIA T1:U Ultimate Prototype) na Dakar Rally.

Pro tento účel během pouhých 12 měsíců vyvinulo na míru navržený speciál nazvaný RS Q e-tron. Vzhledem k tomu, že etapy na dakarské rallye často překračují vzdálenost 800 km a možnosti nabíjení v poušti jsou omezené vlastně pouze na noční zastávky mezi etapami, nebylo možné použít výhradně elektrický pohon. Audi proto zvolilo sériovou hybridní soustavu s možností vnějšího nabíjení.

Samotný pohon zajišťuje dvojice elektromotorů, z nichž každý je určený pro jednu z náprav. Elektřinu dostávají z akumulátoru o kapacitě 52 kWh. Toto množství energie by ale samo o sobě nestačilo pro zdolání dlouhých vzdáleností v náročném terénu rychlostmi až 170 km/h, a proto je celý systém doplněn kompaktním přeplňovaným zážehovým čtyřválcem o objemu 2,0 litru, sloužícím spolu s třetím elektrickým strojem jako generátor pro nabíjení akumulátoru při jízdě. Audi v tomto případě postupovalo velmi chytře, takže použité komponenty jsou osvědčenou závodní technikou: zatímco spalovací motor má původ v seriálu DTM, tři shodné elektromotory pocházejí z monopostu Formula E (FE07) z loňského roku.

Celý systém velmi zajímavě pracuje s energiemi, přičemž výsledkem je celkově výrazně lepší hospodárnost ve srovnání s vozy s konvenčními motory. Bližší informace sice prozatím nejsou k dispozici, nicméně určitým ukazatel je skutečnost, že zatímco Toyota GR DKR Hilux T1+ vítěze letošního „dakaru“ Nassera Al-Attiyaha se zážehovým motorem 3,5 V6 Twin Turbo o výkonu 298 kW (405 k) má palivovou nádrž na přibližně 540 litrů, hybridní Audi si vystačí s 295 l a akumulátorem, v němž je energetická hodnota odpovídající ani ne šesti litrům benzinu. To odpovídá o přibližně 45 % větší celkové efektivitě.

I když oba elektromotory by byly schopné dodávat výkon přesahující 500 kW (680 k), technické řády umožnily Audi pracovat s celkovým výkonem „jen“ 288 kW (392 k). Závodní spalovací motor, který ve voze Audi A4 DTM točí až 9000 min^-1, pracuje v modelu RS Q e-tron nejčastěji v rozmezí 4500 až 6000 min-1, kde nabízí největší účinnost – jeho měrná spotřeba činí 200 g paliva na jeden kWh. Motor tak disponuje výkonem přes 200 kW.

Při přejezdech nebo v méně náročných úsecích proto vůz funguje jako sériový hybrid a snaží se o vyrovnanou energetickou bilanci, případně doplňování elektřiny, když to má smysl. Při potřebě vyššího výkonu systém sáhne po zásobách v akumulátoru. Uloženou energii ale spotřebovává uváženě tak, aby ji v rámci každého dne využil na maximum. Situaci poněkud ztěžuje fakt, že v letošním ročníku dostávají posádky roadbooky, tedy informace o průběhu trasy, pouze 15 minut před startem. Moc času na volbu správné energetické strategie tedy není. Z bivaku na start vozy přijíždějí nejen s naplněnou nádrží, ale také s nabitým akumulátorem.

Celková koncepce Audi RS Q e-tron se může jevit jednoduše, avšak samotná technika stojí za pozornost. Vůz má například dvě hlavní řídicí jednotky (Bosch a Motec) pro řízení toků energií, rekuperaci a regulaci výkonu obou motorů, jež společně tvoří aktivní pohon všech kol. Celkem jsou ve voze bez vysokonapěťového vedení asi čtyři kilometry kabelů. Opomenout nelze ani rozsáhlý systém chlazení, jenž musí i ve čtyřicetistupňových pouštních teplotách při prodírání se dunami zajistit pro každou z komponent optimální teplotu. Ve voze je proto celkem šest chladicích okruhů.

Dva nízkoteplotní se používají pro elektrické systémy. Vlastní okruh má akumulátor s chladičem pod přední kapotou, používající speciální chladivo Novec, které nevede elektřinu. Druhý okruh je určený pro trojici

elektrických strojů, jež jsou umístěné v jednom celku s výkonovou elektronikou, tento okruh používá levý šikmý chladič v přídi. K němu je připojen také okruh pro chlazení hydraulické kapaliny posilovače řízení, jenž se v případě defektu používá i pro vysunutí heveru na příslušné straně vozu. Pravý chladič v přídi je pak určen pro klimatizaci prostoru pro posádku. Další, tentokrát vysokoteplotní chlazení potřebuje spalovací motor, a to odděleně pro chladicí kapalinu a stlačený vzduch – k těmto chladičům se vzduch přivádí velkým nasávacím otvorem na střeše. Pro případ potřeby chlazení v nízkých rychlostech a pod zatížením, jenž nastává třeba při jízdě v písečných dunách, jsou chladiče doplněné elektrickými ventilátory.

Jelikož předpisy FIA udávají, že součástí ochrany posádky musí být kovový rám, použilo jej Audi jako hlavní nosný prvek celého vozu, jejž doplnilo různými typy kompozitních materiálů. Pro rám je použita legovaná, kalená vysokopevnostní chrommolybdenová ocel s příměsí vanadia, s níž se nejčastěji pracuje v leteckém průmyslu. Celek vyztužují pláty z uhlíkových kompozitů (CFRP), jež jsou na vybraných místech chráněny materiálem Zylon. Z kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny je vyrobena také většina prvků karoserie.

Snaha o umístění těžkých součástí do středu vozu integrovala do stěny za posádku palivovou nádrž s objemem 295 litrů. Tato stěna z uhlíkových kompozitů tvoří základy ochranných karbonových kójí pro posádku, v principu odpovídajících podobným prvkům ve vozech DTM či LMP. Dalším těžkým komponentem je samotný akumulátor, vážící spolu s chladivem přibližně 370 kg. Ten je situován spolu s měniči napětí pod nohama posádky. Spalovací motor pak našel své místo za dělicí stěnou s palivovou nádrží. Všechny hlavní komponenty se tak podařilo umístit mezi nápravy, kde jsou současně optimálně chráněné.

Zatímco laminované a vyhřívané čelní sklo pochází ze sériového Audi A4, boční okénka jsou vyrobena z lehkého polykarbonátu. Ochranu spodní části vozu má „na starosti“ 54 mm tlustý sendvičový plát s hliníkovým plechem vespod, pěnovou výplní uprostřed a voštinovým plátem z uhlíkových kompozitů nahoře. Samozřejmostí jsou ochranné systémy proti zkratům, odpojovač vysokonapěťového systému, stejně jako regulemi povinné hasicí přístroje.

Výprava Audi do Saúdské Arábie na letošní ročník Dakar Rally čítala 80 lidí, jejichž cílem byla maximální podpora tří soutěžních speciálů. Za volanty najalo Audi špičkové závodníky, včetně 14násobného vítěze dakarské rally Stéphana Peterhansela, jehož doplňovali trojnásobný dakarský vítěz

a dvojnásobný mistr světa v rally Carlos Sainz a Mattias Ekström, držitel titulu mistra světa v rallycrossu a dvou titulů v DTM. Podporu i pomoc s vývojem a přípravami týmu Audi Sport poskytla společnost Q Motor­sport Svena Quandta. Právě tento muž se svým týmem X-raid v minulosti vyhrál v kategorii automobilů dakarskou rally šestkrát. Pikantní je, že Sven Quandt, jenž je členem dozorčí rady společnosti Varta, je příbuzný s rodinou Quandtů, která je hlavním akcionářem BMW.

Po více než osmi tisících kilometrech, z nichž 4252 bylo měřených, se ze tří vozů Audi RS Q e-tron nejlépe na 9. místě ­umístil Mattias Ekström, následovaný na 12. pozici Sainzem a na 59. místě Peterhanselem, jehož hned na začátku postihla smůla s utrženým kolem. Během soutěže ale hybridní speciály Audi ukázaly působivou rychlost, když přesvědčivě vybojovaly z dvanácti odjetých etap čtyři vítězství. Nechme se překvapit, zda budoucnost maratonských soutěží bude vypadat tak, jak ji Audi letos naznačilo vozy RS Q e-tron. Není pochyb o tom, že hlavní slovo v tomto případě bude mít FIA spolu s organizátorem, kteří nastavují pravidla. Audi ale v tomto ohledu možná naznačilo cestu.

Technické údaje

Poháněcí soustava
Sériový plug-in hybridní systém, a) dvojice elektromotorů Audi MGU05 (každý u jedné nápravy) s celkovým výkonem až 288 kW, jednostupňové převody, elektronicky řízené diferenciály; b) přeplňovaný zážehový čtyřválec umístěný napříč před zadní nápravou 2,0 l spojený s generátorem Audi MGU05, maximální nabíjecí výkon 220 kW; c) li-ion akumulátor 52 kWh umístěný pod posádkou s možností vnějšího nabíjení, 370 kg.

Podvozek
Ocelový trubkový rám doplněný strukturálními komponenty z uhlíkových kompozitů; vpředu i vzadu dvojitá příčná ramena, integrované pružicí/tlumicí jednotky (nastavitelné); dvouokruhová brzdová soustava s elektronickým ovládáním kombinovaná s rekuperací (včetně ruční brzdy) s možností nastavení rozdělení brzdného účinku mezi přední a zadní nápravu, kotouče s vnitřním chlazením; hřebenové řízení s elektrohydraulickým posilovačem; kola 8,5J x 17, pneumatiky BF Goodrich 37 x 12,5 R 17.

Rozměry a hmotnosti
D/š/v 4500/2300/1950 mm; objem palivové nádrže 295 l; pohotovostní hmotnost 2000 kg (minimum dané předpisy).

Provozní vlastnosti
Největší rychlost 170 km/h (omezeno předpisy); zrychlení z 0 na 100 km/h za méně než 4,5 s (na nezpevněném povrchu).

Převzato z časopisu

Fotogalerie