Nyheter

Reportage

Audi tar kampen om vätgaskunderna med quattro

Audi A7 h-tron 2Fyrhjulsdrivning med två elmotorer och en räckvidd på 50 mil. Visst, det låter som något näst intill ouppnåeligt, men Tesla har visat att det går och nu visar Audi sin teknik för en lyxig fyrhjulsdriven bil helt utan koldioxidutsläpp. Egentligen är fyrhjulsdrivna Tesla S och Audi A7 Quattro väldigt lika varandra. Skillnaden är att Tesla lagrar all energi i bilens batterier, medan Audi lagrar en tiondel i batterier och resten i en vätgastank. 

Det råder ingen tvekan om att det pågår ett race mellan de två olika teknikerna för att bygga framtidens eldrivna bil. Batterier eller vätgas och bränslecell för energilagring är kärnfrågan. Toyota ritade om kartan i våras och nu har Volkswagen-gruppen kavlat upp ärmarna och gett sig in i leken med besked. En vätgasversion av Golf har presenterats men också denna fyrhjulsdrivna moderna GT-bilen från Audi. Jag kallar den GT-bil då det är den klassiska benämningen på en bil byggd för snabb och komfortabel långkörning.

Audi A7 h-tron 5

Audi A7 h-tron premiärvisades som fullt körbart koncept på Los Angeles Auto Show 2014. Mitt på Teslas hemmaplan. ”H” i namnet h-tron betecknar det kemiska grundämnet väte. Konceptbilen ser ut som en vanlig Audi A7 förutom modellnamnet h-tron på höger bak. Tillsammans med e-tron och g-tron markerar tron-namnet att det handlar om en Audi med alternativ drivkälla. Till det yttre finns det inga andra tecken på att detta är en bil med bränsleceller som omvandlar väte till elström.

Audi A7 h-tron 3

I bränslecellsläge behöver A7 Sportback h‑tron quattro bara omkring ett kilo väte för att köra 100 kilometer – energiinnehållet är likvärdigt med 3,7 liter bensin. Tankkapaciteten innebär att bilen har en räckvidd på mer än 500 kilometer .
Tankningen går på bara några minuter, precis som för en bil med förbränningsmotor. Räckvidden kan förlängas med upp till 50 kilometer med hjälp av ett batteri med en kapacitet på 8,8 kilowattimmar. Batteriet laddas genom bromsåtervinning eller via ett eluttag. Med plug-in hybridtekniken är det möjligt att köra kortare sträckor på enbart el och dessutom med extra räckvidd i reserv.
Audi A7 h-tron 4
De fyra vätetankarna på Audi A7 Sportback h-tron quattro är placerade under bagageutrymmet, framför bakaxeln och i kardantunneln. Ett yttre hölje tillverkat av kolfiberförstärkta polymer (CFRP) skyddar det inre aluminiumskalet. Tankarna rymmer omkring fem kilo väte vid ett tryck på 700 bar – det är tillräckligt för en räckvidd på mer än 500 kilometer.
Bilen ger ytterligare möjligheter om man kopplar tekniken till Audis fullskaliga försöksanläggning i Werlte, där vätgas tillverkas med tysk överskottsel från vindkraftsproduktion.
För den riktigt intresserade:

Audi A7 Sportback h‑tron quattro är ett plug‑in hybrid koncept. I bilen finns ett litium-jon batteri, som kan laddas via en sladd till ett vägguttag. Det har en kapacitet på 8,8 kWh och finns redan i A3 Sportback e‑tron. Batteriet är placerat under bagageutrymmet och har ett eget kylkretssystem för värmestyrning. 

Det högeffektiva batteriet fungerar perfekt tillsammans med bränslecellen. Det kan lagra energi vid bromsåtervinning och leverera tillräckligt med ström för att snabbt ge full laddning. Det skapar förutsättningar för prestanda som garanterar att A7 Sportback h-tron quattro lever upp till förväntningarna på en quattro.
Fram- och bakaxeln har inga mekaniska förbindelser för överföring av kraften. Vid halt väglag kan vridmomentet för de båda drivaxlarna styras elektroniskt och justeras kontinuerligt.
Vid batteridrift är räckvidden för Audi A7 Sportback h‑tron quattro 50 kilometer. Batteriet, som sitter i bakre delen av plug-in hybriden, kan laddas via en sladd till ett vanligt vägguttag. Beroende på spänning och strömstyrka tar det mellan två och fyra timmar att ladda batteriet fullt. 
Batteriet arbetar på en annan spänningsnivå än bränslecellen. Därför finns det en DC-omvandlare (DC/AC) mellan de båda enheterna. Denna tri-port omvandlare är placerad bakom cellblocket och utjämnar spänningen, vilket gör att elmotorerna kan arbeta med en maximal effekt på hela 95 procent.
Kraftelektroniken fram och bak på bilen omvandlar likströmmen från bränslecellen och batteriet till växelström för elmotorerna så att dessa kan driva fram- och bakaxlar separat. De båda elmotorerna, som kyls ner av en lågtemperaturkrets och spänningsomvandlare, är permanentmagnitiserade synkronmaskiner. Var och en av dem ger en effekt på 85 kW, eller till och med 114 kW om spänningen ökas temporärt. Maximalt vridmoment är 270 Newtonmeter per elmotor. I elmotorernas höljen finns planetväxlar med en singelutväxling på 7,6:1. Mekaniskt parkeringslås och differential ingår också i systemet.
Audi myntar nu också begreppet e-quattro, den fyrhjulsdrivna elbilen som erbjuder tyst gång redan från start. Bränslecellen når sin maximala effekt inom en sekund vid full laddning, vilket ger snabbare respons än från en förbränningsmotor eftersom hela drivsystemet bara omfattar ett fåtal mekaniska komponenter.
Audi A7 h-tron 1
Audi A7 Sportback h-tron quattro, som har ett vridmoment på 540 Nm som är tillgängligt konstant och en vikt på bara 1 950 kilo, accelererar från stillastående till 100 km/h på 7,9 sekunder. Topphastigheten ligger på 180 km/h. E-quattro-konceptet kräver exakt koordination mellan elmotorerna. Konceptbilen ger en sportig, stabil och kraftfull körning, som kan jämföras med en serietillverkad bil med mekanisk fyrhjulsdrift.
En effektmätare, som ersätter varvräknaren på instrumentbrädan, informerar föraren om effektflödet. De yttre sektionerna visar bränslenivån i vätetanken och laddningsnivån i batteriet. Grafiska diagram på MMI-monitorn visar energiflödet. När föraren trycker på EV-knappen går konceptbilen endast på batteriet.
När man byter från automatväxelläge D till S ökas energiåtervinningen vid bromsning, så att batteriet laddas upp effektivt vid sportig körning. Utnyttjande av bromsarna sker också nästan alltid helt elektriskt. Elmotorerna arbetar då som växelströmsgeneratorer och omvandlar bilens rörelseenergi till elektrisk energi som lagras i batteriet. De fyra skivbromsarna utnyttjas endast vid extra kraftull inbromsning eller vid nödbromsning.
Audi A7 h-tron 6
Tankluckan, som döljer ett aggregat för påfyllnad av väte, sitter på högra sidan av bilen. Full tankning med H2 tar cirka tre minuter, ungefär den tid det tar att tanka en vanlig bil. Tankarna kommunicerar med påfyllnadssystemet genom infrarött interface och jämnar ut tryck- och temperaturnivåer.