Audi RS 5 TDI concept i rozwiązania techniczne bazujące na napięciu 48V

 <br />
Studium techniczne RS 5 TDI concept do napędu wykorzystuje silnik V6 3.0 TDI biturbo, wyposażony dodatkowo w elektryczną sprężarkę. Dzięki temu novum, wysokoprężna jednostka jest bardziej sportowa, a zarazem efektywniejsza. Prototypowi sprint do 100 km/h zajmuje tylko 4 sekundy gdzie w produkowanej wersji benzynowej jest to 4,5 sekundy. Rozwiązanie z 48 woltową siecią pokładową jest obecnie dostosowywane do aut produkowanych seryjnie i już najbliższym czasie Audi przełączy dużą część tej sieci w swych pojazdach z 12 na 48 woltów. To kolejny krok umożliwiający zastosowanie w samochodach nowoczesnych rozwiązań technicznych, zwiększających ich moc i efektywność.

Audi RS 5 TDI concept

Silnik V6 Biturbo w Audi RS 5 TDI concept generuje moc 385 KM i maksymalny moment obrotowy 750 Nm, dostępny w zakresie od 1250 do 2000 obr./min. Maksymalna liczba obrotów wynosi 5500 obr./min. Dodatkowa elektryczna sprężarka zapewnia potężny moment obrotowy przydatny przy starcie ponieważ pracuje niezależnie od obciążenia silnika i dzięki temu znacznie poprawia przyspieszenie samochodu. Innowacją techniczną tego rozwiązania jest to, że silnik elektryczny zastępuje tu koło turbiny, rozpędzając koło kompresora do ponad 70 tys. obr./min. w zaledwie kilka setnych sekundy. Sprężarki wytwarzają względne ciśnienie ładowania do 2,4 bara. Dzięki temu, Audi RS 5 TDI concept na przyspieszenie od 0 do 100 km/h potrzebuje jedynie czterech sekund. 200 km/h osiąga w mniej niż 16 sekund, a jego prędkość maksymalna wynosi 280 km/h. Pojazd zużywa przy tym jedynie niecałe 5,3 litra oleju napędowego na 100 km (poniżej 140 g CO2 na km) – świadczy to o jego wyjątkowej efektywności.
http://2.bp.blogspot.com/-o7RtjqYeqsE/VQ8hyIavipI/AAAAAAAAB4I/4dZ__UCklGE/s1600/zasada-dzialania-electric-turbo.png http://3.bp.blogspot.com/-VrQTqZ0rUCA/VQ8hx0hYXjI/AAAAAAAAB4U/s9xERCuk9Lw/s1600/silnik-i-elektryczna-sprezarka.png http://2.bp.blogspot.com/-N-24i8FgZ6A/VQ8hxtucsnI/AAAAAAAAB4A/OuHIhimVkj4/s1600/schemat-systemu.png

Energia do napędzania elektrycznej sprężarki pochodzi głównie z rekuperacji. Dla przeniesienia energii Audi RS 5 TDI concept wykorzystuje osobną 48 woltową sieć pokładową, połączoną za pomocą przetwornicy prądu stałego z konwencjonalną siecią 12 woltową. Za jej magazynowanie odpowiada kompaktowy akumulator litowo-jonowy. Zaleta sieci 48 woltowych polega na tym, że umożliwiają one przenoszenie większych ilości energii. Rozwiązanie to jest kolejnym ważnym kamieniem milowym strategii elektryfikacji napędu realizowanej przez Audi.


Wyższe napięcia i więcej mocy dla nowych rozwiązań technicznych 

Sieć 48 V jest idealna do wdrożenia systemów zapewniających wysoki komfort jazdy przy dynamicznej kontroli podwozia. Już wkrótce cztery pierścienie przedstawią nowe rozwiązania na tym polu.

Przy obecnym stanie techniki, sieci pokładowe o napięciu 12 woltów osiągnęły kres swych możliwości. Generalnie, zwłaszcza w niskich temperaturach, tzw. odbiorniki statyczne całkowicie zużywają prąd generowany przez obecnie stosowane alternatory o mocy do trzech kW. Dla nowych, dynamicznych odbiorników, takich jak np. napędzana elektrycznie sprężarka wysokiej mocy, pojemność akumulatora jest niewystarczająca.

Rozwiązaniem jest druga, częściowa sieć pokładowa o napięciu 48V, która uzupełnia sieć o napięciu 12V. Wyższe napięcie sprawia, że przewody mogą mieć mniejszy przekrój, co z kolei wpływa na obniżenie ciężaru okablowania oraz strat wynikających z przepływu. Sieć 48V wykorzystuje nowe techniki magazynowania energii elektrycznej i dostarcza znacznie więcej prądu niż sieć 12V z ogniwami ołowiowymi. To właśnie czyni ją ważnym elementem strategii Audi, zmierzającej do elektryfikacji napędu. Inżynierowie z Ingolstadt, w ramach prac związanych ze strategią, wdrażają już koncepcję skalowalnej platformy, w tym jej wersję ze zintegrowaną, napędzaną elektrycznie sprężarką.

http://4.bp.blogspot.com/-5EoJu6hyK28/VQ8hxA4NygI/AAAAAAAAB4c/OneiPg4dYn8/s1600/2.png http://2.bp.blogspot.com/-NmeJQhU8aUM/VQ8hxOaWiWI/AAAAAAAAB34/S34Q6_wdlvU/s1600/schemat-nap%C4%99du.png http://4.bp.blogspot.com/-yQtodiU308w/VQ8hxL0PSQI/AAAAAAAAB38/9uZ7UvamJCU/s1600/schemat-silnika.png

W jej najbardziej zaawansowanej wersji rozwojowej, źródłem energii przy wyłączonym silniku jest kompaktowy, litowo-jonowy akumulator o napięciu 48 woltów, a przetwornik prądu stałego łączy sieć 12-woltową z siecią pokładową. Akumulator litowo-jonowy współpracuje z nowym alternatorem o zoptymalizowanej wydajności, czyniącym z układu napędowego system niemal hybrydowy. W ramach tej koncepcji mamy do czynienia z różnymi, zależnymi od bieżących potrzeb, sposobami rozruchu, sterowania i wyłączania silnika spalinowego. Potężny alternator, przy rekuperacji, odzyskuje nawet dziesięć kilowatów, o wiele więcej niż jest to możliwe obecnie. W ten sposób można zmniejszyć emisję dwutlenku węgla na kilometr nawet o dziesięć gramów, co odpowiada ilości 0,4 litra paliwa na 100 kilometrów.