Audi A7 Sportback h-tron quattro [dropcap] [/dropcap]od 0 do 100 km/h w 7,9 sekundy i maksymalna prędkość rzędu 180 km/h. Na jednym baku przejeżdża ponad 500 km, a z rury wydechowej wydobywa się tylko kilka kropli wody. Zaprezentowane na wystawie Los Angeles Auto Show 2014 Audi A7 Sportback h-tron quattro, wyposażone jest w mocny sportowy napęd, w którym źródłem energii jest ogniwo paliwowe. Elementami wspomagającymi to podstawowe źródło napędu są: współpracujący z ogniwem paliwowym akumulator hybrydowy i dodatkowy silnik elektryczny zamontowany z tyłu pojazdu. Elektryczna moc systemowa 170 kw jest przenoszona zarówno na przednie, jak i na tylne koła. Taki rozkład sił napędowych sprawia, że nieemitujące spalin Audi A7 Sportback jest samochodem typu quattro. To nowość w przypadku samochodów z ogniwami paliwowymi. Audi A7 Sportback h-tron quattro to Audi w pełnym tego słowa znaczeniu sportowe i wydajne. W myśl filozofii konstrukcji e-quattro, wyposażono je w dwa silniki elektryczne napędzające cztery koła mówi prof. dr Ulrich Hackenberg, członek zarządu Audi AG ds. rozwoju technicznego. Koncepcyjny samochód typu h-tron jest najlepszym przykładem, że koncern z Ingolstadt wszedł w erę rozwiązań technicznych opartych na ogniwach paliwowych. Gdy tylko rynek i infrastruktura będą gotowe, rozpoczniemy produkcję seryjną. H w skrócie nazwy h-tron to symbol wodoru. Prezentowane przez Audi na Los Angeles Auto Show pojazdy w warstwie wizualnej przypominają modele seryjne. Jednak znaczek h-tron jasno świadczy, że samochód, podobnie jak e-tron i g-tron, należy do grupy modeli Audi z alternatywnym napędem. Żadna dodatkowa cecha zewnętrzna nie wskazuje na to, że auto wyposażone jest w ogniwo paliwowe wytwarzające energię elektryczną z wodoru.
Ogniwo paliwowe Decydujące różnice kryją się pod maską. Ogniwo paliwowe, podobnie jak w konwencjonalnym modelu A7 Sportback z silnikiem spalinowym, zamontowano z przodu. Ponieważ układ wydechowy odprowadza wyłącznie parę wodną, wykonano go z tworzywa sztucznego, co znacznie zmniejszyło wagę pojazdu. Samo ogniwo paliwowe składa się z zespołu ponad 300 komórek, tworzących razem jeden stos ( Stack ). Po obu stronach znajduje się platynowy katalizator. Jądrem każdej komórki jest membrana z tworzywa polimerowego. Sposób działania ogniwa: Do anody doprowadzany jest wodór, rozkładany następnie na protony i elektrony. Protony wędrują przez membranę do katody, gdzie reagują z pochodzącym z powietrza tlenem, tworząc parę wodną. W tym samym czasie elektrony, już poza stosem, dostarczają energię elektryczną zależnie od obciążenia, pojedyncze napięcie wynosi od 0,6 do 0,8 V. Całe ogniwo ma łączne napięcie od 230 do 360 V. Najważniejsze, dodatkowe wyposażenie systemu to: Turbosprężarka tłocząca powietrze do ogniw, tzw. dmuchawa recyrkulacyjna odprowadzająca niezużyty wodór z powrotem do anody i zwiększająca w ten sposób wydajność, pompa cieczy chłodzącej. Wszystkie te elementy napędzane są elektrycznie, prądem wysokiego napięcia pochodzącym z ogniwa paliwowego. By efektywnie chłodzić ogniwo paliwowe, wyposażono je we własny obieg chłodzenia. Wymiennik ciepła oraz termoelektryczny, samoregulujący dogrzewacz, zapewniają przyjemną temperaturę w przedziale pasażerskim. Ogniwo paliwowe, pracujące w temperaturze ok. 80 stopni Celsjusza, wymaga bardziej złożonego chłodzenia niż porównywalny silnik spalinowy, jest jednak nawet o 60 procent bardziej wydajne przy starcie. To prawie dwukrotnie więcej niż w przypadku przeciętnego silnika spalinowego. Samochód może zostać uruchomiony na zimno nawet w temperaturze do -28 stopni Celsjusza.
Hybryda typu plug-in Charakterystyczną cechą Audi A7 Sportback h-tron quattro jest jego hybrydowy napęd typu plug-in. To kolejny, po zaprezentowaniu Audi A2 H2 i Q5 HFC, konsekwentny krok koncernu z Ingolstadt w rozwoju tego typu pojazdów testowych. Auto wyposażono w zaadaptowany z modelu A3 Sportback e-tron akumulator litowo-jonowy o pojemności 8,8 kwh, ładowany wprost z gniazdka za pomocą kabla. Akumulator zamontowano pod komorą bagażnika i wyposażono go we własny obieg chłodzenia. Tego typu wydajna bateria to idealny partner ogniwa paliwowego. Podczas hamowania może magazynować energię pozyskiwaną z rekuperacji, a podczas przyspieszania, przy pełnym obciążeniu, daje dużo mocy. Dzięki temu, przyspieszenie jest imponujące. A7 Sportback h-tron quattro spełnia wszystkie standardy napędu typy quattro. Oś przednia i tylna obywa się przy tym bez połączenia i mechanicznego przenoszenia sił napędowych. W przypadku poślizgu, moment obrotowy obu napędzanych osi może być elektronicznie zmieniany i bezstopniowo regulowany. Energia pochodząca wyłącznie z akumulatora Audi A7 Sportback h-tron quattro pozwala mu na przejechanie ponad 50 km. Akumulator zamontowany z tyłu pojazdu można naładować podłączając kabel wprost do gniazda elektrycznego. Zależnie od napięcia i siły prądu, pełne ładowanie trwa od dwóch (gniazdo przemysłowe/360 V) do czterech godzin (gniazdo o napięciu 230 V w gospodarstwie domowym). Akumulator pracuje pod innym napięciem niż ogniwo paliwowe, dlatego między nimi znajduje się przetwornica prądu stałego (DC/DC). Tzw. trzyportowa przetwornica znajduje się za stosem. Z reguły wyrównuje ona napięcie, tak by silniki elektryczne mogły pracować ze swoim maksymalnym stopniem sprawności 95 procent. Układy elektroniczne znajdujące się zarówno w przedniej, jak i
w tylnej części pojazdu, przetwarzają prąd stały z ogniwa paliwowego i akumulatora w prąd zmienny do napędzania silników elektrycznych, wprawiając w ten sposób w ruch osobno przednie i tylne koła. Oba silniki elektryczne, chłodzone wraz z przetwornicą prądu niskotemperaturowym obiegiem cieczy, pracują synchronicznie i bez przerw. Każdy z nich ma moc 85 kw, a nawet 114 kw, jeśli napięcie zostanie na krótko zwiększone. Maksymalny moment obrotowy to 270 Nm na jeden silnik elektryczny. W obudowach silników elektrycznych pracują przekładnie planetarne z jednostopniowym przełożeniem 7,6:1. Mechaniczna blokada postojowa i funkcja mechanizmu różnicowego uzupełniają cały system. Fascynacja napędem e-quattro Prowadząc Audi A7 Sportback h-tron quattro, kierowca ma możliwość poczucia możliwości oferowanych przez napęd elektryczny współpracujący ściśle z nowym e-quattro. Bezgłośne przyspieszenie jest w pełni dostępne jeszcze przed uruchomieniem właściwej jednostki napędowej, a ogniwo paliwowe, przy pełnym obciążeniu, w sekundę osiąga swą maksymalną moc dynamiczniej niż silnik spalinowy, ponieważ cały napęd posiada tylko kilka elementów mechanicznych. Dzięki sile przyspieszenia rzędu 540 Nm, Audi A7 Sportback h- tron quattro o ciężarze własnym zaledwie 1950 kg, od 0 do 100 km/h przyspiesza w 7,9 sekundy. Jego prędkość maksymalna wynosi 180 km/h wynik najlepszy wśród wszystkich konkurentów. Koncepcja e-quattro wymaga precyzyjnego dopasowania silników elektrycznych względem siebie. Prezentowany pojazd studyjny prowadzi się porównywalnie do samochodu seryjnego wyposażonego w mechaniczny napęd quattro sportowo, stabilnie, z dobrą trakcją. Zamiast obrotomierza, na tablicy rozdzielczej znajdziemy wskaźnik informujący kierowcę o aktualnym przepływie mocy.
Wykresy po bokach pokazują stan napełnienia zbiornika wodoru i stan ładowania akumulatora. Grafiki na monitorze MMI wizualizują przepływ energii. Gdy kierowca naciśnie przycisk EV, pojazd pojedzie korzystając wyłącznie z energii elektrycznej pochodzącej z akumulatora. Przełączając z trybu D na tryb S, zwiększamy moc rekuperacji energii odzyskiwanej podczas hamowania, efektywnie ładując tym samym akumulator podczas sportowej jazdy. Hamowanie odbywa się prawie zawsze w czysto elektryczny sposób. Silniki elektryczne funkcjonują wtedy jako generatory i przetwarzają energię kinetyczną samochodu w prąd elektryczny magazynowany w akumulatorze. Dopiero przy energicznym lub awaryjnym hamowaniu, uaktywniają się dodatkowo cztery hamulce tarczowe. Po prawej stronie pięciodrzwiowego coupé znajduje się pokrywa, a pod nią zawór do tankowania wodoru. Pełne tankowanie H2 trwa tyle samo co tankowanie konwencjonalnego samochodu około trzech minut. Zbiorniki komunikują się przy tym z dystrybutorem za pośrednictwem działającego na podczerwień punktu dostępu i wymieniają się danymi na temat poziomu ciśnienia i temperatury. Zero emisji zanieczyszczeń Cztery zbiorniki wodoru Audi A7 Sportback h-tron quattro umieszczono pod podłogą bagażnika, przed tylną osią i w tunelu środkowym. Aluminiowy szkielet konstrukcji samochodu pokryty jest od zewnątrz karoserią z tworzywa wzmocnionego włóknem węglowym (CRP). Baki mogą pomieścić ok. pięć kilogramów wodoru pod ciśnieniem 700 barów wystarczająco dużo, by zagwarantować zasięg ponad 500 km. Według testów spalania paliwa NEDC, Audi A7 Sportback h-tron quattro zużywa zaledwie ok. jednego kilograma wodoru na 100 km ekwiwalent 3,7 litra benzyny. W określonych, lokalnych warunkach, pojazd ten już dzisiaj nie emituje do atmosfery żadnych zanieczyszczeń. Jeśli zastosuje
się w nim odnawialne paliwo wodorowe, będzie mógł jeździć bezemisyjnie również globalnie. Od roku 2013 cztery pierścienie prowadzą w Dolnej Saksonii pilotażową wytwórnię, w której ekologiczna energia wiatru służy do produkcji wodoru w procesie elektrolizy. Obecnie wodór ten jest używany do produkcji syntetycznego metanu (e-gaz Audi). W przyszłości jednak, gdy wytwórnia będzie przyłączona do mającej powstać sieci zaopatrzenia doprowadzającej wodór do stacji paliwowych, bez przeszkód będzie można nim tankować samochody z ogniwami paliwowymi. To rozsądna opcja zrównoważonej mobilności eliminująca emisję spalin do atmosfery.