El proyecto de investigación de rendimiento e - un grupo de reflexión dentro de la empresa - ha desarrollado un sistema de componentes modulares para vehículos eléctricos.
Esto ha dado como resultado un vehículo de investigación deportiva, el F12, en el marco de un proyecto de investigación patrocinado por el Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación (BMBF).
En su aspecto exterior, el vehículo de investigación F12 se asemeja a la e-tron de Audi R8, que aparecerá en las calles a finales de este año. El alto rendimiento R8 coche deportivo (consumo de combustible combinado en l / 100 km: 14,9-12,4; Combinada CO₂ emisiones en g / km: 349-289), con su ligero cuerpo de aluminio Audi Space Frame sirvieron de punto de partida para ambos proyectos.
El vehículo de investigación, que pesa alrededor de 1.650 kilogramos (3,637.63 libras), también alcanza valores de rendimiento deportivo. Acelera de cero a 100 km / h (62,14 mph) en menos de siete segundos. Su velocidad máxima está limitada electrónicamente a 180 km / h (111,85 mph), y su campo de prácticas es de alrededor de 200 kilómetros (124,27 millas).
Los desarrolladores que trabajan en el proyecto de investigación de rendimiento e tomó totalmente nuevos enfoques de la técnica de accionamiento del coche. No estaban preocupados con la madurez de producción del coche, sino más bien con la toma de un enfoque amplio e integral para su diseño. Los componentes clave de la F12, todas las piezas fabricadas de encargo, se pueden intercambiar con un mínimo esfuerzo para que muchas nuevas configuraciones.
La matriz del sistema es escalable - cuando los ingenieros hacen modificaciones adecuadas a las partes también pueden ser utilizados para configurar un sedán o un coche de la ciudad con una eléctrica o plug-in de propulsión híbrida. Dos grandes bloques de baterías, alojados por separado, con una capacidad total de energía 38.9 kWh sirven como dispositivos de almacenamiento de energía del coche.
El bloque de batería delantero está montado longitudinalmente en el túnel central que se adaptó especialmente para este propósito, y el bloque trasero está montado transversalmente delante del eje trasero. Las baterías de refrigeración líquida pesan alrededor de 400 kilogramos (881,85 libras); que consisten en un total de 5.200 cilíndricos células de iones de litio del tipo comúnmente utilizado en la electrónica de consumo.
Cada conjunto de 26 células forma un módulo de batería; están inmersos en una espuma estructural de alta resistencia vertido y están protegidos por perfiles de aluminio integradas en el paquete también. Los módulos se pueden desplazar uno junto al otro con sus paredes inclinadas en diagonal. Esto forma la base para el diseño de seguridad que, según los cálculos, puede soportar un impacto lateral poste.
El posterior de la batería está instalada en una bandeja de ultra-ligero de fibra de carbono reforzado con polímero (CFRP). Tres motores eléctricos de diferentes tipos trabajan juntos para conducir el vehículo de investigación. Cada rueda trasera está acoplado a un motor asíncrono a través de una caja de cambios de una sola etapa; cada motor emite 50 kW de potencia y 200 Nm (147,51 libras-pie) de torque. Un sistema de control inteligente distribuye las fuerzas motrices en base a la demanda - esta "vectorización del par" hace que el manejo aún más estable y deportivo. Un motor síncrono está instalado en la sección delantera del coche; que ofrece sus 50 kW y 150 Nm (110,63 libras-pie) a un diferencial de bloqueo mecánico de nuevo desarrollo a través de una caja de cambios de dos etapas - por lo que el F12 es un quattro totalmente eléctrico.
Los tres motores pueden ser conducidos por separado para utilizar la energía tan eficientemente como posible. Durante la conducción lenta, sólo el motor síncrono está activo; se logra un muy alto nivel de eficiencia. A velocidades más altas, los motores asíncronos de rendimiento optimizado entran en juego en el eje trasero. Otra innovación en el F12 es el sistema eléctrico conmutable de alta tensión.
Siguiendo la idea básica de escalabilidad, las dos baterías pueden producir diferentes tensiones de salida en cualquiera de 148 o 222 voltios. Un alto rendimiento convertidor de corriente continua (DC / DC) regula la tensión del sistema uniforme deseado. Bajo carga parcial, el voltaje es de alrededor de 200 voltios para maximizar la eficiencia; con el aumento de la demanda de energía, puede ser aumentado hasta 440 voltios.
El equipo de desarrollo avanzado del proyecto de investigación de rendimiento e como objetivo un nivel máximo de la integración en el diseño de los módulos de control. Con este objetivo en mente, se utilizan válvulas similares a los utilizados en la tecnología de la construcción de la bomba de calor que se encarga de la gestión térmica del sistema de accionamiento y el interior.
En muchas situaciones, la bomba de calor se utiliza para calentar las baterías; este calor se almacena y está disponible para calentar el interior en la siguiente unidad. El conductor del F12 controla las funciones motrices básicas - P, R, N y D - por los botones que operan en el túnel central. Un iPad en un soporte de montaje en la consola central se utiliza para realizar todas las demás medidas que funcionan, incluyendo el grado de recuperación de energía y la configuración de la sintética e-Sound. Cuando el conductor llega a su destino, el iPad se puede quitar y se utiliza para configurar el coche de forma remota.
Un cuadro de instrumentos programable por el usuario muestra toda la información importante en gráficos digitales virtuales con muy alta resolución y calidad. El vehículo de investigación F12 fue creado como parte de un proyecto de investigación de tres años patrocinado por el Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación. El presupuesto del proyecto fue de 36 millones de euros.
Los ingenieros de Audi, su filial Audi Electrónica Venture GmbH (AEV) y científicos de los institutos ika, ISEA y IEM de la Universidad RWTH Aachen formaron el equipo central del proyecto de investigación de rendimiento e. Otros especialistas externos de las universidades técnicas en Múnich, Dresde y Ilmenau, Universidad de Hannover Leibniz y el Fraunhofer IISB e institutos IESE proporcionado apoyo científico.
Socios industriales clave involucrados en el proyecto fueron Robert Bosch GmbH y Bosch Engineering GmbH. El proyecto de investigación de rendimiento e tiene la libertad para explorar completamente nuevos enfoques. Herramientas de desarrollo avanzadas y un nuevo tipo de gestión del conocimiento contribuyeron a crear un ambiente caracterizado por la ingenuidad de ingeniería, la creatividad, discusiones abiertas y trabajo en red flexible. Cámaras de documentos en cada paso en la construcción, y todos los hallazgos fluyeron a través de un sistema de tickets en un servidor que estaba a disposición de todos los participantes a través de Alemania. Este alto nivel de transparencia y trabajo en red basado en el principio de "innovación abierta" permitido al proyecto de investigación para tener una influencia muy positiva en todo el sistema de educación superior de Alemania y de la industria. Las asociaciones continúan incluso después de la finalización de la F12 - los primeros de seguimiento de proyectos que se centran en cuestiones técnicas especiales ya han comenzado. Soluciones individuales, tales como la vivienda CFRP para el posterior de la batería, muestran buenas perspectivas para el uso de producción posterior.