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Audi elettrifica la Dakar

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Come è fatta la Audi RS Q e-tron che partecipa alla Dakar 2022.

Audi ruba a Toyota la massima attenzione nella Dakar 2022. L’obiettivo di Audi con la RS Q e-tron è quello di dimostrare che l’elettrificazione può avere successo anche sul palcoscenico più duro del motorsport e allo stesso tempo di sviluppare tecnologie innovative che possono essere applicate allo sviluppo di veicoli di produzione in una data successiva. Le sfide durante la sua progettazione sono state la densità energetica e le prestazioni richieste in un evento come la Dakar, con tappe giornaliere di centinaia di chilometri, l’enorme resistenza generata dalla sabbia fine del deserto, le alte temperature esterne e un peso minimo del veicolo fissato dal regolamento di due tonnellate.

«È impossibile costruire un veicolo all-terrain completamente elettrico per competere nel Rally Dakar utilizzando l’attuale tecnologia delle batterie» dice Lukas Folie, ingegnere delle batterie ad alto voltaggio all’Audi. «Quello che stiamo per tentare non è mai stato fatto prima – questa è la più grande sfida per un sistema di trazione elettrica» sottolineaAndreas Roos, capo del progetto Dakar di Audi Sport.

Il sistema di guida dell’Audi RS Q e-tron è elettrico. Poiché non ci sono opportunità per ricaricare la batteria nel deserto, è stato scelto un concetto innovativo: un motore TFSI come quello usato nell’Audi RS 5 DTM agisce come un convertitore di energia responsabile della ricarica della batteria ad alta tensione durante la guida. Il motore opera in una gamma particolarmente efficiente tra i 4.500 e i 6.000 giri/minuto consentendo un consumo specifico di carburante ben al di sotto dei 200 grammi per kWh.

Tutta questa tecnologia è alloggiata in un telaio tubolare in acciaio con componenti strutturali in fibra di carbonio e ciclone. Il tutto è dotato di quattro ruote motrici e di un sistema di sospensioni progettato per affrontare tutti gli ostacoli di un evento come la Dakar.

Audi Q4 e-tron ha un corpo autoportante in acciaio ultraresistente e alluminio, realizzato sulla piattaforma modulare MEB progettata per i veicoli elettrici. Utilizza due due motori elettrici e trazione integrale, alimentati da una batteria ad alta capacità che può essere ricaricata dalla rete e viene anche caricata durante la guida dal sistema di recupero di energia durante la decelerazione o la frenata.

La vettura utilizza un’unità motore-generatore (MGU) su ogni asse come quelli utilizzati nell’attuale Audi e-tron FE07 sviluppato da Audi Sport per la stagione 2021 di Formula E. La potenza massima del sistema di propulsione elettrica è di 500 kW (680 CV), ma è limitata a 288 kW dal regolamento Dakar. Il sistema di batterie agli ioni di litio con celle rotonde ha una capacità di 52 kWh e pesa 370 kg.

La batteria viene ricaricata durante la guida con l’energia del convertitore di energia e una terza unità MGU che in questo caso funge da generatore. Gli algoritmi sono stati progettati e programmati per mantenere il livello di carica della batteria entro intervalli definiti a seconda della domanda di energia. La potenza dei motogeneratori installati sugli assi anteriore e posteriore è limitata a un massimo di 288 kW, per rispettare la normativa. Tuttavia il convertitore di energia può fornire solo una potenza di carico massima di 220 kW. Pertanto solo in casi estremi il consumo è leggermente superiore alla capacità di produzione di energia.

Le unità MGU installate negli assi anteriore e posteriore possono convertire il movimento rotatorio delle ruote in energia elettrica. Questo è completato dall’energia recuperata dal sistema di frenata intelligente (IBS), che combina la frenata idraulica con la frenata elettrica rigenerativa.

Audi RS Q e-tron ha un sofisticato sistema di raffreddamento per dissipare il calore nelle esigenti condizioni del deserto. Ha sei diversi circuiti di raffreddamento: circuiti di raffreddamento a bassa temperatura per la batteria ad alta tensione (HVB), circuiti di raffreddamento a bassa temperatura per le unità motore-generatore (MGU), circuiti di raffreddamento per il servosterzo e i martinetti, circuito di raffreddamento dell’aria condizionata e circuiti ad alta temperatura per il liquido di raffreddamento e l’aria di carica.

Audi RS Q e-tron richiede solo una trasmissione con una sola marcia avanti. Come per i veicoli elettrici del marchio non c’è connessione meccanica tra l’asse anteriore e quello posteriore. Il software sviluppato da Audi è responsabile della distribuzione della coppia della trazione quattro tra gli assi, agendo come un differenziale centrale virtuale liberamente configurabile. Il sistema di propulsione elettrica ha l’effetto positivo di risparmiare il peso e lo spazio che sarebbe stato richiesto dagli alberi di trasmissione e da un differenziale meccanico.

Con il suo concetto di controllo e funzionamento, Audi RS Q e-tron ridistribuisce diverse funzioni tra il guidatore e il co-pilota. Ci sono 8 pulsanti sul volante, situati direttamente di fronte al conducente. Dietro il volante c’è un display che fornisce informazioni sulla pressione degli pneumatici, la direzione di marcia selezionata, la velocità attuale e vari avvisi. Due piccoli display montati sopra e verso il parabrezza fungono da “ripetitori” e forniscono informazioni essenziali nel campo visivo: a sinistra la direzione indicata dalla bussola, a destra la velocità. Un display al centro del cruscotto fornisce informazioni sulla pressione degli pneumatici, la distribuzione della frenata, il “brake-by-wire” e molte altre funzioni. Le informazioni sono evidenziate in verde quando i vari sistemi funzionano correttamente, o in rosso quando si verifica un errore. Sotto questo display c’è un pannello di interruttori i cui singoli tasti reagiscono sensibilmente al tocco con un punto di pressione. Per orientarsi sul terreno e allo stesso tempo attenersi al percorso prescritto, i co-piloti devono consultare gli schermi di due tablet.

Ridurre al minimo i rischi nelle gare off-road è stata una delle priorità di Audi nello sviluppo di un sofisticato concetto di sicurezza per RS Q e-tron. La sua struttura protettiva e portante di base consiste in un telaio tubolare che, per legge, deve essere fatto di materiali metallici. Inoltre, Audi protegge gli occupanti del veicolo con pannelli compositi negli spazi tra i telai. Questi componenti in plastica rinforzata con fibra di carbonio (CFRP), e in alcuni casi integrati con Zylon altamente resistente allo strappo, impediscono la penetrazione di oggetti taglienti e appuntiti dall’esterno. Inoltre, proteggono il pilota e il copilota da eventuali problemi legati al sistema ad alta tensione. Sedili speciali con gusci in CFRP agiscono come elementi di assorbimento degli urti e hanno un rivestimento in schiuma speciale e sedili gonfiabili, adattati alla morfologia individuale del conducente e del co-pilota.

A questo punto a Carlos Sainz, Stephane Peterhansel e Mattias Ekstroem non resta che partire per la grande avventura.

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