El cuarto movimiento a la eficiencia máxima.

Con más de 500 kilómetros de autonomía, es el primero prototipo de híbrido enchufable alimentado con hidrógeno y con tracción integral a las cuatro ruedas e-quattro de la marca alemana.

El Audi A7 Sportback h-tron quattro es la segunda novedad de la marca alemana en el Salón del Automóvil de Los Ángeles, junto al prologue concept.

Con las tecnologías “e-tron” y “g-tron” ya a la venta, el siguiente paso es la gama “h-tron” de vehículos propulsados por pila de combustible. El A7 Sportback h-tron quattro monta una pila de combustible alimentada con hidrógeno, una batería híbrida y un motor eléctrico adicional en la parte trasera. La potencia eléctrica total del sistema es de 170 kW y se transfiere a ambos ejes.

El diseño de la carrocería no muestra diferencia alguna con las versiones de combustión del A7 Sportback, pero bajo el capó radica una diferencia: equipa una pila de combustible. La segunda diferencia es que emite gotas de agua por un tubo de escape que está realizado en plástico para reducir peso.

La pila de combustible está formada más de 300 células individuales. El núcleo de cada una de ellas es una membrana de polímero, con un catalizador realizado a base de platino a cada lado de dicha membrana. La pila funciona cuando en el ánodo se suministra hidrógeno, que se divide en protones y electrones. Los protones migran hacia el cátodo a través de la membrana, donde reaccionan con el oxígeno del aire para formar vapor de agua, y fuera de la batería los electrones suministran la energía eléctrica, con un voltaje individual para cada célula que, dependiendo del punto de carga, oscila entre 0,6 y 0,8 voltios.

En su conjunto, la pila de combustible funciona en un rango de voltaje de 230 a 360 voltios, y los principales elementos auxiliares incluyen un ventilador de recirculación que, por su funcionamiento al forzar la entrada de aire en las células y devolver el hidrógeno no utilizado al ánodo aumentando la eficiencia, se conoce como “turbocompresor”, y una bomba de refrigeración. Estos componentes tienen un sistema eléctrico de alta tensión, y utilizan la energía eléctrica suministrada por la propia pila de combustible.

Para la refrigeración de la pila de combustible, que funciona a 80º C y logra una eficiencia superior al 60%, se ha instalado un circuito independiente, y un calefactor auxiliar eléctrico sirve de climatizador automático para el habitáculo. Además, el funcionamiento en frío de la pila de combustible, según el fabricante, está  garantizado hasta una temperatura de -28º C.

Pero el Audi A7 Sportback h-tron quattro es también un híbrido enchufable. Basado en la tecnología de los antiguos vehículos experimentales Audi A2 H2 y Audi Q5 HFC, cuenta con una batería de iones de litio a bordo como la del Audi A3 Sportback e-tron, con una capacidad de 8,8 kWh, que puede recargarse en una toma de corriente. Ubicada bajo el maletero, y con un circuito de refrigeración propio, almacena la energía recuperada en deceleraciones y frenadas para suministrar energía al demandar una máxima potencia.

Esta batería proporciona energía suficiente para una autonomía máxima de 50 km, lo justo para llegar a una estación de recarga y ser recargado en dos horas con una toma de corriente trifásica de 360V o en cuatro horas con una toma de corriente doméstica a 230V.

Dado que la batería de iones de litio funciona con una tensión diferente a la de la pila de combustible, también cuenta con un convertidor de corriente DC/AC de tres puertos detrás de la pila encargándose de igualar la tensión y permitiendo a los motores eléctricos funcionar a su máxima eficiencia del 95%. La unidad electrónica de potencia convierte la corriente continua de la pila de combustible y la de la batería en corriente alterna que alimenta por separado a los motores eléctricos situados en los ejes delantero y trasero, si bien entre éstos no existe una conexión mecánica, por lo que a cada eje el par se puede ajustar de forma continua mediante el control electrónico.

Lo dos motores eléctricos están refrigerados con un circuito de baja temperatura y son síncronos de excitación permanente, con una potencia individual de 85 kW, o de 114 kW si se eleva el voltaje temporalmente. El par motor máximo es de 270 Nm por cada motor eléctrico. Las carcasas incorporan trenes de engranajes planetarios con una única relación de transmisión de 7,6:1 y un sistema de bloqueo mecánico para el estacionamiento y una función diferencial completan el sistema.

El Audi A7 Sportback h-tron quattro monta la nueva tracción e-quattro, con todo el par motor y potencia disponible desde el arranque, y la pila de combustible alcanza su máximo rendimiento en un segundo a plena carga, proporcionando una respuesta superior a la de un motor de combustión. Con 540 Nm de par motor máximo disponible y un peso de 1.950 kg, acelera de 0 a 100 km/h en 7,9 segundos y alcanza una velocidad máxima de 180 km/h, con un consumo de un kilogramo de hidrógeno, el equivalente energético a 3,7 l/100 km de un modelo alimentado con gasolina.

Un indicador de potencia en el cuadro de la instrumentación sustituye al cuentarrevoluciones, e informa del flujo de potencia en cada momento. Las secciones exteriores muestran el nivel de combustible en el tanque de hidrógeno y la carga de la batería, y los gráficos del monitor del sistema MMI muestran el flujo de energía. El modo de conducción eléctrica se activa desde el botón “EV”.

El cambio del modo de transmisión automática “D” a “S” aumenta el nivel de recuperación de energía en retenciones o frenadas, ya que, al frenar, los motores funcionan como alternadores y convierten la energía cinética en eléctrica que se almacena en la batería. Si se requiere una mayor fuerza de frenado, entonces intervienen los cuatro frenos de disco.

La tapa del depósito se sitúa en el lado derecho ocultando un conector para el repostaje de hidrógeno y solo se necesitan tres minutos. Los cuatro tanques que forman el depósito se encuentran debajo del maletero, en el túnel central y por delante del eje trasero y están protegidos por una carcasa de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) que protege el armazón de aluminio. Pueden almacenar cinco kilogramos de hidrógeno a una presión de 700 bar, suficiente para una autonomía superior a 500 kilómetros.

Los depósitos disponen de un sistema de repostaje mediante una interface de infrarrojos, igualándose los niveles de presión y de temperatura.

GALERÍA

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Audi A7 Sportback h-tron quattro

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