A3 Sportback e-tron, primer híbrido enchufable de Audi

Con el A3 Sportback e-tron, Audi presenta un automóvil híbrido enchufable de última generación. El compacto de categoría Premium, que estará a la venta a partir de 2014, combina potencia deportiva con una eficiencia impresionante y todas las comodidades para el uso diario. El A3 Sportback e-tron ofrece 204 CV (150 KW) de potencia de sistema y consume una media de sólo 1,5 litros de gasolina a los 100 km. Su radio de acción en modo eléctrico es de hasta 50 kilómetros, a los que se suman otros 890 kilómetros con el motor TFSI.

Acelera de 0 a 100 km/h en 7,6 segundos y alcanza una velocidad punta de 222 km/h; el Audi A3 Sportback e-tron da un nuevo giro al carácter deportivo de esta serie compacta de categoría Premium. Según la norma CEE para vehículos híbridos enchufables, sus emisiones de CO2 se limitan de media a 35 gramos por km, lo que equivale a un consumo de 1,5 litros a los 100 km.

Gracias a la filosofía de construcción ligera Audi ultra, el Audi A3 Sportback e-tron pesa en vacío, incluidos todos los componentes eléctricos, menos de 1.580 kg, y aun así ofrece espacio para cinco personas y mucho equipaje. Trae consigo todos los puntos fuertes de la marca: el elegante diseño, el deportivo tren de rodaje, la ergonomía de primera clase, la excelente calidad de acabado y una amplia oferta de equipos de alta tecnología en el ámbito de los sistemas de asistencia y de infotainment.

El motor de combustión

Como motor de combustión se emplea el 1.4 TFSI, uno de los propulsores más modernos de Audi. Se encuentra montado unos centímetros más a la derecha de lo habitual en el vano motor (en el sentido de marcha) para dejar espacio a los componentes de alto voltaje. El cárter del cigüeñal se ha fabricado en fundición de aluminio, y el peso total apenas supera los 100 kg. El cuatro cilindros presenta los últimos avances tecnológicos en muchos ámbitos: en la reducida pérdida de potencia por efectos de la fricción, en el turbocompresor, en la refrigeración del aire de sobrealimentación y en la gestión térmica. Una particularidad es la integración del colector de escape en la culata. Después de un arranque en frío, se encarga de que el líquido refrigerante alcance rápidamente la temperatura de servicio. A plena carga, la camisa de agua reduce la temperatura de los gases de escape.

Dada la amplia autonomía –de hasta 50 km– y las prestaciones del Audi A3 Sportback e-tron en modo eléctrico, en la mayoría de los trayectos cortos que se realizan en el día a día apenas será necesaria la entrada en acción del motor de combustión. Otro efecto del concepto híbrido enchufable es que, con frecuencia, el TFSI no se activa hasta que no se requiere una mayor potencia (kickdown), así como en frío bajo carga elevada. Por este motivo los ingenieros lo han dotado de diferentes medidas de protección. Entre ellas se cuentan las modificaciones en las paredes de los cilindros y los segmentos de los pistones, así como un sensor que mide la calidad del aceite.

Con 150 CV (110 KW) y 250 Nm, el 1.4 TFSI entrega su par motor máximo de forma constante entre las 1.750 y las 4.000 rpm, creando una armonización perfecta con el motor eléctrico. Los 330 Nm de par máximo de éste último están disponibles prácticamente desde el arranque, y permanecen constantes en un amplio rango de revoluciones hasta las 2.200 rpm aproximadamente. Su potencia máxima es de 75 KW. La potencia de sistema del A3 Sportback e-tron se sitúa en 204 CV (150 KW) y el par de sistema en 350 Nm. La combinación del motor eléctrico y el motor de combustión proporciona una autonomía total de hasta 940 km. Aun así, las prestaciones son muy deportivas, y la aceleración de 0 a 60 km/h requiere sólo 4,9 segundos.

El motor eléctrico y la batería

El motor eléctrico es un motor síncrono de excitación permanente. Pesa 34 kg y cuenta con refrigeración líquida. El motor eléctrico está situado entre el volante bimasa del motor y el embrague desacoplador de nuevo desarrollo (el embrague K0). Al arrancar el TFSI, éste es arrastrado por el motor eléctrico a través del embrague. En cuanto ha alcanzado el mismo número de revoluciones que el motor eléctrico, el embrague se cierra. Este proceso se desarrolla en un tiempo aproximado de medio segundo, de un modo suave y extremadamente preciso.

Junto con el embrague desacoplador K0, el motor eléctrico está integrado en un cambio e-S tronic de seis velocidades de nueva concepción que distribuye la fuerza entre las ruedas delanteras. Como todos los cambios de doble embrague de Audi, está dividido en dos engranajes parciales que son accionados por los dos embragues multidisco K1 y K2. El cambio de marcha se lleva a cabo mediante el cambio entre los embragues. Apenas tarda unas centésimas de segundo y se completa sin interrupción perceptible de la fuerza motriz.

En función del estado de carga, la tensión se sitúa entre los 280 y los 390 voltios. La batería está compuesta por 96 celdas prismáticas agrupadas en ocho módulos con doce celdas cada uno. Incluidos los componentes electrónicos el sistema de batería pesa 125 kg. Su carcasa va atornillada al suelo del vehículo en cinco puntos, la bandeja inferior es de aluminio.

Una compleja refrigeración líquida se encarga de que la batería permanezca dentro de un margen de temperatura adecuado durante el funcionamiento. El conductor del Audi A3 e-tron puede arrancar en modo eléctrico tanto en pleno verano como en el frío invierno a temperaturas bajo cero. Cuatro placas de refrigeración regulan la temperatura de los ocho módulos de la batería de alto voltaje. La refrigeración forma un circuito de baja temperatura propio en el automóvil que pasa por un radiador independiente situado en el vano motor. En caso necesario se puede acoplar al climatizador e incluso separarse en dos circuitos parciales.

Si se produce una colisión que provoque la activación de los tensores de los cinturones o de los airbags, el sistema completo se desconecta de la alimentación eléctrica. La batería plana está montada debajo de la banqueta trasera, en una zona en la que los componentes de acero de alta y de máxima resistencia del habitáculo forman una estructura especialmente fuerte. Su carcasa y su interior también se caracterizan por su elevada robustez.

Sobre el eje trasero se encuentran la batería de 12 voltios para los elementos de baja tensión y el depósito de combustible de 40 litros de capacidad. Estos dos componentes apenas reducen el espacio del maletero del A3 Sportback e-tron, cuya capacidad normal de 280 litros se incrementa hasta los 1.120 litros con los respaldos traseros abatidos.

Híbrido y enchufable: la recarga

Audi equipa de serie al A3 Sportback e-tron con un cable de carga universal. Con los conectores de enchufe intercambiables, el cable de carga se puede utilizar tanto en un enchufe doméstico como en un enchufe industrial para un pleno rendimiento de carga. Estos conectores de enchufe se fabrican de forma específica para cada país, garantizando así que el A3 Sportback e-tron se pueda cargar en todo el mundo.

Para que resulte más cómodo utilizarlo en casa, el cable de carga se puede enganchar en un soporte de pared. Dicho soporte se ha realizado en diseño Audi, y además de la comodidad que supone para guardar y utilizar el cable, también dispone de un bloqueo. De este modo, el equipo de carga queda protegido contra robo incluso si se instala al aire libre.

El cable de carga alimenta la corriente alterna de la red pública al automóvil a través de una conexión que se encuentra en la parrilla Singleframe, detrás de los cuatro aros, que se pueden abrir a modo de tapa. Junto al indicador LED de estado también encontramos allí dos pulsadores que permiten seleccionar entre una carga controlada por un temporizador o una carga inmediata. Ya en el automóvil, la corriente alterna alimentada es transformada en corriente continua para la batería a través del cargador.

En un enchufe industrial, la carga completa dura algo más de dos horas. En un enchufe doméstico en Europa, el proceso de carga se lleva a cabo en unas 3 horas y 45 minutos. Audi trabaja intensamente en una colaboración con un proveedor de electricidad obtenida de forma regenerativa. Para la marca de los cuatro aros, sólo de esta forma tendría sentido la conducción eléctrica desde el punto de vista ecológico. Otro proyecto a medio plazo de Audi es la carga automática sin contacto que se desarrolla bajo la denominación de Audi wireless charging. En este caso, el proceso de carga entre la placa de carga estacionaria situada en el suelo y la placa de carga móvil instalada en el vehículo se lleva a cabo a través de un campo magnético alterno, similar al concepto del cepillo de dientes eléctrico.

El módulo de electrónica de potencia, situado en el vano motor, transforma a su vez la corriente continua almacenada en corriente trifásica para el motor eléctrico. Para ello utiliza seis transistores de alta potencia. El módulo de electrónica de potencia, que incorpora un transformador CC/CC para el acoplamiento de la red de a bordo de 12 voltios, es compacto y ligero. Tiene 8 litros de volumen y 10 kg de peso. Junto con el cargador, está integrado en el mismo circuito de refrigeración que la batería de tracción.

Para la conducción eléctrica existen más componentes especiales. El compresor del climatizador dispone de un accionamiento eléctrico que está integrado en la red de alto voltaje. Un elemento calefactor termoeléctrico y una calefacción estacionaria de gasolina completan el sistema de calefacción del habitáculo.

El sistema híbrido

La gestión del sistema híbrido solapa su trabajo con el del motor eléctrico. Hasta un rango de revoluciones medio, el motor eléctrico, que actúa aquí como alternador, se hace cargo de la mayor parte de la deceleración. La energía que recupera se almacena en la batería de tracción. Los frenos de rueda no se activan hasta que el conductor no pisa el pedal con mayor fuerza.

La recuperación en frenada es sólo uno de los varios estados de conducción del Audi A3 Sportback e-tron. El arranque se lleva a cabo casi siempre de forma eléctrica, excepto cuando hace mucho frío o un calor extremo, o cuando el estado de carga de la batería es muy bajo. Gracias al elevado par del motor eléctrico, el compacto deportivo acelera con mucho brío. De los 0 a los 60 km/h transcurren 4,9 segundos; un empuje silencioso pero potente.

El Audi A3 Sportback e-tron alcanza en modo eléctrico una velocidad de hasta 130 km/h; sería posible incrementarla, pero no sería eficiente. Si se circula a una velocidad constante de 100 km/h, sólo se activa por norma general el motor eléctrico, siempre y cuando la energía de la batería sea suficiente. En cuanto el conductor acelera a fondo, por ejemplo para adelantar, y el pedal supera una determinada resistencia, se conecta adicionalmente el TFSI a través del embrague desacoplador K0. El Audi A3 Sportback e-tron acelera en modo boost nada menos que con 350 Nm de par.

Cuando a una velocidad elevada el conductor levanta el pie del acelerador, la gestión del sistema híbrido cambia al modo de desplazamiento por inercia. En este caso se desconectan los dos motores y no establecen ningún par de frenado. Al levantar el pie del acelerador a velocidades medias y bajas, el sistema recupera energía a través de la recuperación en deceleración, y al pisar el pedal del freno se activa la recuperación en frenada, exceptuando en las frenadas a fondo.

Tres programas de funcionamiento

El conductor dispone de diferentes posibilidades para controlar de forma activa el proceso. Con una tecla en el cockpit y con la palanca de selección del e-S tronic puede elegir entre tres programas. El grupo de características EV (Electric Vehicle) da prioridad al modo eléctrico, mientras que en el programa S, por el contrario, el Audi A3 Sportback e-tron circula de un modo marcadamente deportivo. A través de un menú en el MMI se puede seleccionar el modo hybrid hold. En este caso, la energía eléctrica acumulada en la batería se reserva para más tarde. Además, el sistema de manejo Audi drive select permite al conductor establecer especificaciones concretas. Los diferentes modos del Audi drive select tienen asignados distintos niveles de recuperación en deceleración. De esta manera el conductor puede influir hasta cierto punto en el proceso de carga de la batería durante la conducción.

Los indicadores del Audi A3 Sportback e-tron proporcionan información muy precisa sobre el estado del sistema de propulsión. El powermeter en el cuadro de instrumentos muestra, además de la potencia total del sistema, el estado del sistema de propulsión y el estado de carga de la batería. El monitor del MMI navigation plus presenta los flujos de energía en el sistema híbrido. Por otro lado, el sistema de información al conductor muestra las autonomías y los valores de consumo de corriente y de gasolina.

En el marco de Audi connect, la marca de los cuatro aros está elaborando actualmente toda una cartera de novedosos servicios online para el A3 Sportback e-tron. Con ellos, el conductor podrá controlar y gestionar cómodamente muchas funciones a través de su smartphone iOs o Android o a través de un portal web.

El conductor puede consultar el estado del automóvil, por ejemplo el estado de carga actual de la batería, la autonomía en modo eléctrico o incluso el lugar en el que lo ha aparcado. A través del teléfono móvil o del ordenador puede controlar a distancia el plan de carga. También tiene la posibilidad de iniciar la carga y de pararla, o de ajustar el temporizador de carga, incluida la planificación del climatizador, a la hora que desee. Con ello puede especificar con todo detalle qué días y a qué hora quiere salir con la batería llena.

La planificación del climatizador funciona de forma similar. El propietario del Audi A3 Sportback e-tron puede, por ejemplo, introducir una temperatura para el habitáculo que se rija por un horario definido. La climatización previa estando el vehículo enchufado es mucho más eficiente que la regulación de la temperatura durante la conducción en modo eléctrico, ya que en este caso la climatización no repercute en la batería del automóvil y optimiza así la autonomía eléctrica. Además, también lleva a los componentes del sistema de propulsión a la temperatura apropiada en cada caso. Por último, el portal web ofrece al conductor la posibilidad de ver los datos de sus viajes, como el consumo de corriente, la distancia recorrida y la velocidad.

Audi A3 Sportback e-tron: los datos técnicos

Potencia de sistema 204 CV / 150 KW
Par motor de sistema 350 Nm
Potencia del 1.4 TFSI 150 CV (110 KW)
Par motor del 1.4 TFSI 250 Nm de 1.750 a 4.000 rpm
Potencia del motor eléctrico máximo 75 KW
Par del motor eléctrico máximo 330 Nm
Capacidad de la batería / tensión 8,8 kWh / 280 a 390 V
0 – 100 km/h 7,6 s
Autonomía en modo eléctrico hasta 50 km
Autonomía total en el ciclo NEDC hasta 940 km
Consumo según norma CEE 1,5 l/100 km
Emisiones de CO2 según norma CEE 35 gramos por kilómetro
Velocidad máxima 222 km/h
Largo / Ancho / Alto 4.310 / 1.785 / 1.424 mm
Batalla 2.630 mm
Peso en vacío 1.574 kg