Coraz więcej hybryd plug-in Audi

Audi poszerza gamę samochodów z napędem hybrydowym typu plug-in. Najnowsze modele to A3 Sportback, Q3 i Q3 Sportback oraz Q8.

Audi oferuje modele PHEV siedmiu liniach produktowych. Po dużych modelach A6, A7 Sportback, A8 i Q7, latem 2020 r. oferta została poszerzona o wersję plug-in modelu kompaktowego: A3 Sportback. Jesienią opcja ta pojawiła się również w Audi Q8. Najnowsze modele hybrydowe typu plug-in to Q3 i Q3 Sportback. Wszystkie produkowane obecnie przez Audi hybrydy typu plug-in posiadają w nazwie skrót „TFSI e”.

W trybie Auto Hybrid — głównym trybie pracy — silnik TFSI i silnik elektryczny dzielą się pracą: przy niskich prędkościach wykorzystując w pełni zasilanie elektryczne, przy wyższych silnik spalinowy TFSI, a często ich kombinację.

Silnik elektryczny zapewnia wsparcie podczas przyspieszania i w momentach zapotrzebowania na moc przy dużych obciążeniach. Gdy kierowca mocno wciska pedał gazu, współpraca silnika elektrycznego i benzynowego gwarantuje dodatkową moc, tzw. boosting. Na przykład podczas przyspieszania z niskiej prędkości obrotowej, silnik elektryczny dostarcza mocy przez ten ułamek sekundy, którego turbosprężarka potrzebuje do wytworzenia ciśnienia. Podczas jazdy ze stałą prędkością obrotową, silnik czasami działa jako alternator, przesuwając w ten sposób punkt obciążenia jednostki TFSI na zakresy robocze o wyższej wydajności.

Predyktywna strategia działania wspomaga obniżenie zużycia benzyny i rekuperację podczas jazdy. W trybie hybrydowym i przy włączonej nawigacji, steruje ona układem napędowym w taki sposób, że proces ładowania akumulatora jest rozłożony na cały czas jazdy.

System w sposób ciągły analizuje dane pozyskiwane z nawigacji, czujników i systemów wspomagania kierowcy. Predyktywna strategia pracy, w czasie rzeczywistym uwzględnia takie sytuacje jak korki uliczne czy zagęszczenie ruchu w mieście i dostosowuje obliczenia do stylu jazdy kierowcy. Na podstawie tych informacji oblicza ogólny plan podróży.

Tryb hybrydowy zawiera w sobie dwa inne tryby, które kierowca może aktywować w systemie operacyjnym MMI. Jeżeli wybierze opcję „Battery hold”, zostanie utrzymany bieżący stan naładowania akumulatora, na przykład w celu zaoszczędzenia energii na późniejszą jazdę w mieście w trybie zasilania wyłącznie elektrycznego.

W trybie „Battery charge” natomiast, akumulator ładuje się podczas jazdy, aby później dostępna była większa ilość energii do jazdy na zasilaniu elektrycznym. Kierowcy mogą korzystać z przycisku EV w celu nadania priorytetu jeździe w trybie wyłącznie elektrycznym.

Gdy tylko kierowca zdejmie stopę z pedału gazu, system zarządzania napędem hybrydowym i predyktywny asystent wydajności wspólnie wybierają jedną z dwóch możliwości: żeglowanie z dezaktywowanym napędem lub przyhamowanie - jak w przypadku A3 i Q8 - za pomocą silnika elektrycznego wiążące się z rekuperacją. Kiedy automatyczna skrzynia biegów w każdym z modeli jest ustawiona na tryb S, pojazd przechodzi w tryb żeglowania połączony z rekuperacją.

Silnik elektryczny samodzielnie przeprowadza operacje hamowania z siłą do 0,3 g — tj. ogromną większość takich operacji wykonywanych podczas codziennej jazdy — i odzyskuje przy tym energię. Hamulce aktywowane przez elektryczny wzmacniacz siły hamowania włączają się do akcji tylko wtedy, gdy kierowca mocniej wciśnie pedał hamulca. Rekuperacja działa nieprzerwanie. Podczas hamowania, modele A3 TFSI e i Q3 TFSI e odzyskują do 40 kW energii, a Q8 TFSI e quattro — do 80 kW energii.

O działaniu napędu informują kierowcę wyświetlacze. Poza bieżącym zapotrzebowaniem na moc wyjściową systemu, cyfrowy zestaw wskaźników wyświetla aktualny tryb systemu Audi drive select i tryb jazdy, a także stan naładowania akumulatora. Pokazuje też zasięg pojazdu na zasilaniu elektrycznym i zasięg całkowity. Centralny wyświetlacz MMI wizualizuje przepływ energii oraz odległość przejechaną na silniku spalinowym i na silniku elektrycznym.

Modele PHEV klasy kompaktowej ładuje się odpowiednio z mocą 2,9 kW i 3,6 kW, podczas gdy modele klasy średniej i wyższej — z mocą do 7,4 kW. Naładowanie akumulatora z gniazda przemysłowego zajmuje od 2,5 do 4,5 godziny. Z uwagi na większe zużycie energii, pojazdy wyższych klas są wyposażone w większe akumulatory, przez co ładują się dłużej.

Wszystkie hybrydy typu plug-in marki Audi są standardowo wyposażane w dwa przewody: kabel kompaktowego układu ładowania do gniazd domowych i przemysłowych oraz kabel Mode 3 z wtyczką typu 2 do ładowania w publicznych stacjach ładowania.

Konstrukcja akumulatora litowo-jonowego w modelach hybrydowych typu plug-in została zintegrowana z konstrukcją pojazdu. Lokalizacja akumulatora zależy od platformy technologicznej - w modelach PHEV z silnikiem montowanym wzdłużnie (MLB) akumulator znajduje się pod podłogą bagażnika. W modelach z silnikiem montowanym poprzecznie (MQB) znajduje się pod podłogą, przed osią tylną, a zbiornik paliwa jest zlokalizowany pod bagażnikiem, przez podłoga znajduje się nieco wyżej, a przestrzeń bagażowa jest nieco mniejsza w porównaniu z modelami konwencjonalnymi. Bagażnik ma równą podłogę i nie stwarza ograniczeń w zakresie ładowania pojazdu. Z wyjątkiem modelu A8 TFSI e, nadal dostępny jest hak holowniczy, zwykle o takiej samej sile uciągu jak w konwencjonalnym odpowiedniku danej hybrydy.

Audi projektuje modele PHEV jako hybrydy równoległe, zarówno z silnikami montowanymi wzdłużnie jak i poprzecznie. Rolę silnika spalinowego zawsze pełni jednostka benzynowa. W kompaktowych modelach A3 Sportback, Q3 i Q3 Sportback jest to silnik 1.4 TFSI o mocy wyjściowej 110 kW (150 KM). Hybrydy typu plug-in w modalch A6 i A7 Sportback są wyposażone w silnik 2.0 TFSI o mocy 185 kW (252 KM). Z kolei Q8, A8 i Q7 napędza silnik 3.0 TFSI, który wytwarza moc 250 kW (340 KM).

Silnik elektryczny jest maszyną synchroniczną, stale wzbudzaną magnesami trwałymi (PSM), o mocy od 80 do 100 kW. Jest zintegrowany z obudową automatycznej skrzyni biegów, gdzie wraz ze sprzęgłem, które łączy silnik TFSI z układem przeniesienia napędu, tworzy tzw. moduł hybrydowy. Elektryczna pompa olejowa automatycznej skrzyni biegów zapewnia zasilanie olejem, a w związku z tym biegi zmieniają się nawet wtedy, gdy silnik TFSI jest nieaktywny.

W modelach kompaktowych, sześciobiegowa, automatyczna skrzynia biegów S tronic przekazuje siłę napędową na koła przednie. Modele klasy średniej-wyższej i luksusowej, w których silniki montowane są wzdłużnie, są wyposażone albo w 7-biegową przekładnię S tronic albo w 8-biegową - tiptronic, a napęd quattro stanowi wyposażenie standardowe.

Modele A6 i A7 Sportback są wyposażone w napęd quattro z techniką ultra, czyli automatycznie załączającym się napędem osi tylnej. A8, Q7 i Q8 mają stały napęd na cztery koła quattro z czysto mechanicznym, międzyosiowym mechanizmem różnicowym.

W zależności od modelu, akumulator litowo-jonowy magazynuje od 13,0 do 17,9 kWh energii. W modelach kompaktowych i Q8 TFSI e quattro, zbudowany jest z ogniw pryzmatycznych umieszczonych w stałej obudowie. Obwód chłodzący akumulatora połączono z obwodem niskotemperaturowym obejmującym też silnik elektryczny i układ energoelektroniczny. Poprawia to wydajność silnika elektrycznego i gwarantuje dłuższą dostępność mocy akumulatora przy wyższym obciążeniu i wysokiej temperaturze zewnętrznej.