Híbridos enchufables de Audi, eficientes y prácticos en el día a día

Sep 16, 2020 | Actualidad sobre 4 ruedas, Mundo Audi

¿Motor convencional de combustión o motor puramente eléctrico?

Esta es una pregunta habitual, cuando una respuesta más acertada puede ser una tercera opción que funciona perfectamente en la movilidad urbana actual: los vehículos PHEV o híbridos enchufables, que permiten una conducción libre de emisiones en trayectos cortos y un bajo consumo. Todo ello, gracias a la combinación de un motor de combustión interna y un propulsor eléctrico alimentado con la energía de una batería de iones de litio situada en la parte trasera. A continuación presentamos, en formato de pregunta/respuesta, las tecnologías híbridas presentes en la gama actual de Audi.

Híbridos enchufables de Audi

¿Qué significa el término ‘híbrido’ asociado a un sistema de propulsión y qué es exactamente un vehículo híbrido enchufable?
Tradicionalmente, se dice que un sistema es híbrido cuando combina dos tecnologías de propulsión. En el mercado actual, los vehículos híbridos son aquellos que combinan un motor de combustión interna y un motor eléctrico con su correspondiente sistema de almacenaje de energía. Una característica típica de esta hibridación es que el motor eléctrico puede actuar como único sistema de impulsión en determinados momentos para que el coche se mueva en modo cero emisiones o también puede ayudar al motor de combustión con una capacidad de empuje adicional. El motor eléctrico, además, sirve como generador en las fases de recuperación, convirtiendo la energía cinética en energía eléctrica y almacenándola en una batería de iones de litio.

Hoy en día, el vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV) se ha establecido como la opción preferida y más demandada entre los híbridos, entre otras cosas, porque la batería se puede cargar externamente, bien en una estación de carga o bien en una toma de corriente doméstica. Las capacidades de las baterías de este tipo de vehículos han aumentado en los últimos tiempos, lo que beneficia directamente al cliente, al ampliar la autonomía eléctrica del automóvil.

Los híbridos enchufables son un complejo ejercicio de equilibrio entre dos mundos. ¿Cuál es la fórmula de Audi para ofrecer el mejor sistema PHEV?
Audi quiere alcanzar un triple objetivo: una experiencia de conducción segura, una gestión de la recarga sencilla y una gran practicidad en el uso diario. Estos tres factores son fundamentales en el desarrollo de los vehículos PHEV de Audi.

Por un lado, la experiencia de conducción libre de emisiones queda garantizada por un potente motor eléctrico que entrega hasta 105 kW (143 CV), según el modelo. Esto asegura un funcionamiento completamente eléctrico en un amplio rango de velocidades y en diversas situaciones de conducción. La sofisticada gestión del sistema híbrido permite que el vehículo se mueva en modo totalmente eléctrico de manera frecuente y, al mismo tiempo, controla la interacción entre los dos motores. Decide cuándo el automóvil funciona en modo eléctrico, en qué fases es preferible recuperar energía o cuándo debe desplazarse por inercia mientras el motor térmico está inactivo. También determina el momento en el que este último debe volver a entrar en funcionamiento. La utilización de diversos sensores, datos e información de la ruta es esencial para la gestión inteligente del sistema de propulsión. De ello depende que se puedan recorrer grandes distancias en modo totalmente eléctrico y que se alcance una alta eficiencia energética durante la conducción. Según el ciclo WLTP, los modelos PHEV de Audi ofrecen una autonomía eléctrica de hasta 59 kilómetros.

La gestión de la carga es el segundo pilar en el desarrollo de los vehículos PHEV de Audi. En los modelos pertenecientes a segmentos medios y grandes el cargador tiene una potencia de hasta 7,4 kW, lo que permite completar la carga de las baterías en aproximadamente dos horas y media. En definitiva, una recarga fácil y rápida una o dos veces al día, ya sea en casa o en el trabajo, lo que es compatible con el uso habitual de los clientes de vehículos híbridos enchufables. Pero además de los desplazamientos en ciudad, Audi también ha pensado en la recarga en los viajes por carretera. Los servicios de carga e-tron Charging Service de Audi ofrecen a los modelos PHEV acceso con tarjeta a unos 137.000 puntos de carga en 25 países europeos. Además del sistema de carga “Compact” con cable para tomas de corriente doméstica e industrial, el equipamiento de serie de todos los modelos PHEV incluye un cable Modo 3 con un enchufe Tipo 2 para estaciones de carga públicas.

La idoneidad para la conducción diaria es el tercer objetivo. Evidentemente, esto tiene mucho que ver con los dos apartados anteriores, al haber un funcionamiento frecuente en modo eléctrico y una fácil gestión de la carga. Pero más allá de eso, el amplio espacio disponible, la elevada versatilidad y la facilidad de conducción de los híbridos enchufables de Audi son otros criterios importantes que los convierten en vehículos aptos para el día a día. Los ingenieros de la marca han hecho grandes esfuerzos a la hora de integrar el sistema eléctrico de una manera compacta, especialmente en lo que tiene que ver con las baterías, que ahorran el máximo espacio posible en el maletero. Debido a su ubicación en la parte baja, el suelo de la zona de carga está ligeramente elevado en comparación con otras versiones, pero mantiene una superficie uniforme. El piso es plano y utilizable de manera eficaz. También son prácticos el enganche de remolque (disponible en toda la gama, excepción hecha del A8 TFSIe), y la capacidad de remolque idéntica a los modelos no híbridos (excepto en el Audi Q5: convencional 2.500 kg, PHEV 1.750 kg).

La combinación de una experiencia de conducción eléctrica, una recarga sencilla y un alto nivel de practicidad hace que los híbridos enchufables sean una opción atractiva para muchos clientes porque permiten una movilidad cómoda, sostenible y sin emisiones en los desplazamientos cotidianos.

Híbridos enchufables de Audi

¿Qué híbridos enchufables tiene Audi en su gama actual?
Por el momento, los híbridos enchufables de Audi se enmarcan en las gamas A6, A7, A8, Q5 y Q7. Salvo en el caso del A8, en todos ellos los clientes pueden elegir entre una variante orientada a la comodidad y una versión con una configuración más dinámica, con un sistema de propulsión más potente, acabado S line de serie, una puesta a punto más deportiva de la suspensión y mayores prestaciones. En el caso del A8, se puede elegir entre una variante de batalla normal y la versión A8 L, con mayor distancia entre ejes.

Audi presentará nuevos modelos híbridos enchufables en los próximos meses y, en el futuro, ofrecerá opciones PHEV hasta en ocho gamas distintas. De momento, ya están previstas nuevas versiones enchufables para los Audi A3, Q8 y Q3.

¿Qué motores utiliza Audi en sus versiones híbridas enchufables?
Audi combina un propulsor de gasolina turboalimentado de inyección directa (TFSI) con un motor eléctrico, cuya batería de iones de litio se instala debajo del piso del maletero. En todos los modelos híbridos enchufables, el motor eléctrico está integrado en la transmisión. Justo delante de ésta se sitúa el mecanismo de acoplamiento que la conecta al motor TFSI. Los Audi Q5, A6 y A7 PHEV emplean una transmisión S tronic de siete velocidades, mientras que en los Q7 y A8 PHEV se opta por un cambio tiptronic de ocho velocidades.

En todos los híbridos enchufables la potencia se transmite al suelo a través de las cuatro ruedas, para así lograr la mejor capacidad de tracción en todo tipo de condiciones y un gran nivel de agilidad en conducción deportiva. Los modelos de seis cilindros montan de serie la tracción quattro; los modelos de cuatro cilindros emplean la tracción quattro ultra. La potencia del sistema híbrido es de 270 kW (367 CV) para las versiones de cuatro cilindros (A6, A7, Q5) y de 335 kW (456 CV) para las variantes de seis cilindros (Q7, A8). En los mercados europeos, los modelos A6, A7 y Q5 están disponibles con una segunda variante híbrida enchufable asociada al motor de gasolina 2.0 TFSI, con una potencia conjunta del sistema de 220 kW (299 CV).

¿Qué baterías utilizan los modelos PHEV de Audi?
La corriente que alimenta los motores eléctricos es suministrada por una batería con celdas de iones de litio refrigeradas por líquido, ubicada bajo el piso del maletero. En los modelos de segmentos medios y grandes, la batería de 385 voltios almacena 14,1 kWh; en el Q7 son 17,3 kWh. En los modelos A6, A7 y A8 se compone de 104 celdas agrupadas en ocho módulos. La batería del Q5 consta de celdas con forma de prisma. Su circuito de refrigeración está integrado en el de baja temperatura que refrigera el motor eléctrico y la electrónica de potencia, que transforma la corriente continua de la batería de alto voltaje en corriente alterna trifásica para el motor eléctrico. En el modo de recuperación, el proceso se invierte.

¿Cuánto tiempo necesita un PHEV de Audi para cargar su batería?
Conectado a un cargador de trifásico de corriente alterna de 400 voltios con una potencia de 7,4 kW, se necesitan alrededor de dos horas y media para cargar completamente la batería de 14,1 kWh que montan prácticamente todos los modelos. En una toma de corriente doméstica de 230 voltios, el proceso de carga se completa en seis horas y media aproximadamente.

Gestión del sistema de propulsión: ¿cómo selecciona el usuario los modos de conducción disponibles?
El sistema de gestión híbrido de los modelos enchufables está diseñado para que el cliente pueda conducir de la forma más cómoda y eficiente posible. Hay tres modos de funcionamiento disponibles: el primero es el denominado “Auto”, que permanece en funcionamiento durante la guía de ruta activa; los otros dos modos seleccionables son “EV” y “Hold”. En el modo “EV” el vehículo es impulsado exclusivamente por energía eléctrica, siempre que el conductor no exceda un punto de presión concreto en el pedal del acelerador. Esta es la configuración predeterminada cada vez que se arranca el vehículo. En el modo “Hold”, el sistema de gestión mantiene el estado de carga existente de la batería, por ejemplo, para permitir una conducción completamente eléctrica posterior en áreas urbanas. A pesar de ello, este programa también incluye situaciones de conducción 100% eléctricas.

Además, el usuario puede utilizar el selector de modos de conducción Audi drive select para alternar entre los programas “confort”, “efficiency”, “auto” y “dynamic” y así influir en la respuesta del sistema de propulsión, la suspensión y la dirección. Durante la aceleración, dependiendo del modo elegido, cambian los umbrales en los que cada motor entra en juego. Por ejemplo, en el programa “dynamic”, el motor eléctrico presta más apoyo al de combustión para ofrecer las mejores prestaciones posibles.

¿Cómo funciona la gestión de la hibridación en los modelos PHEV de Audi?
Menos es más. Esta es la idea que Audi pone en práctica a la hora de definir la hibridación en sus modelos PHEV. Para largos recorridos de conducción eléctrica confía en la interacción entre una batería de tamaño adecuado y una gestión sofisticada del sistema que, debido a su alta eficiencia y capacidad de recuperación, elimina la necesidad de recurrir a baterías más grandes. El asistente de eficiencia y la Estrategia Operativa Predictiva son los ejes tecnológicos de los modelos PHEV. Ambos sistemas tratan de elevar al máximo el nivel de eficiencia utilizando la energía almacenada en la batería de iones de litio mediante la gestión predictiva de la propulsión y la capacidad de recuperación, gracias a la cual una gran cantidad de energía cinética llega de nuevo a la batería transformada en energía eléctrica.

El asistente de eficiencia, ya conocido de otras versiones de la gama de Audi, tiene como objetivo influir en la propulsión y la recuperación para adaptarse a los datos de la ruta predictiva. Se tienen en cuenta las señales de límites de ciudad, las intersecciones, las rotondas y la topografía concerniente a pendientes y curvas. Los límites de velocidad y los vehículos precedentes captados por el sensor de radar también se convierten en información relevante. El asistente muestra información al conductor y, con un impulso háptico en el acelerador, le recuerda que debe levantar el pie del pedal.

La Estrategia Operativa Predictiva controla el comportamiento de la propulsión y la recuperación a lo largo de toda la ruta. Durante la guía de ruta activa se analizan los datos de navegación y las informaciones proporcionadas por el asistente de eficiencia y los sensores del vehículo. A partir de este análisis, el sistema prepara un plan aproximado para toda la ruta y otro más detallado para los próximos kilómetros. El conductor recibe información cuando llega el momento de levantar el pie del acelerador. Al mismo tiempo, se inicia la recuperación predictiva. La planificación de la ruta tiene el propósito de optimizar la conducción eléctrica en áreas urbanas para llegar al destino con la batería casi vacía. La razón es que se debe utilizar la mayor cantidad de energía eléctrica posible para recargar el vehículo en el destino.

Híbridos enchufables de Audi

¿Qué es un pedal de acelerador activo?
Al proporcionar una respuesta háptica, el pedal del acelerador activo ayuda a los usuarios a ser más eficientes dentro de su estilo de conducción. Un punto de presión en el pedal del acelerador indica cuándo el vehículo se está saliendo del rango de conducción totalmente eléctrica. Gracias a la información recogida por el asistente de eficiencia, también se le indica al conductor que deje de acelerar para avanzar por inercia o recuperar energía.

¿Cómo funciona la recuperación de energía?
En términos de recuperación, el sistema de propulsión de un PHEV se asemeja al del nuevo Audi e-tron totalmente eléctrico. Está diseñado para lograr una alta eficiencia y la máxima capacidad de recuperación. Durante las frenadas, los modelos híbridos enchufables de Audi recuperan hasta 80 kW. El motor eléctrico se encarga de las deceleraciones menores, es decir, de prácticamente todas las situaciones cotidianas en las que el conductor pisa el freno. En deceleraciones moderadas (solo cuando se superan los 0,4 g) actúa junto al sistema hidráulico de frenos. Una sofisticada configuración del sistema da como resultado una transición casi imperceptible entre el freno del motor eléctrico actuando como generador y el freno convencional, combinado con un tacto cuidadosamente definido y siempre constante en el pedal.

¿Cómo se complementan los dos motores?
La estrategia de propulsión se ha diseñado para ofrecer experiencias de conducción bien diferenciadas, que van desde la máxima eficiencia gracias al empleo del motor eléctrico, hasta la máxima deportividad, en la que entra en juego el motor de combustión para ofrecer la mayor capacidad de empuje del sistema. En esta situación ambos propulsores funcionan de manera conjunta y el nivel de asistencia de cada uno dependerá del programa de conducción seleccionado. Según el modelo y la configuración del motor, se aplica un máximo de 500 Nm (Q5, A7) o 700 Nm (Q7, A8), lo que supone hasta 200 Nm más de lo que el TFSI es capaz de desarrollar por sí solo.

En el modo de transmisión “S”, que está preseleccionado en el programa de conducción “dynamic”, el motor eléctrico permanece activo y recupera energía durante las fases de deceleración. En el caso de las otras configuraciones y en interacción con el asistente de eficiencia, la recuperación de energía en las frenadas siempre se usa cuando tiene más sentido que mantener la inercia. La recuperación puede originar deceleraciones de hasta 0,1 g y devuelve hasta 25 kW a la batería de iones de litio.

¿Cuál es el papel del sistema de gestión térmica?
El avanzado sistema de gestión térmica es decisivo para lograr una gran autonomía eléctrica y una rápida climatización del habitáculo. Un circuito de alta temperatura refrigera el motor TFSI, sus accesorios y la transmisión. Un circuito de baja temperatura enfría la batería, el cargador, el motor eléctrico y la electrónica de potencia. Por otro lado, una bomba de calor vinculada al circuito de refrigeración del sistema de climatización utiliza el calor residual de los componentes de alto voltaje para calentar el interior del coche.

¿Qué oportunidades digitales plantea la aplicación myAudi con los modelos PHEV?
La aplicación myAudi es una herramienta práctica para el uso del automóvil, que permite gestionar los servicios de Audi connect a través de un smartphone. Mediante esta app el usuario puede realizar consultas remotas sobre el estado de la batería y la autonomía, programar e iniciar procesos de carga y acceder a estadísticas sobre consumo energético. Otra función permite al cliente climatizar su coche antes de empezar a conducir.

Vehículos eléctricos a tiempo parcial con beneficios a tiempo completo: por qué los PHEV son mejores de lo que la gente piensa

Los híbridos enchufables han sido objeto de repetidas críticas. De ellos se ha dicho en ocasiones que son demasiado complejos, demasiado pesados o poco sostenibles. Estas son las respuestas de Audi a algunas preguntas críticas.

¿Son los PHEV solo una tecnología de transición hasta que los vehículos eléctricos se vuelvan claramente más baratos o alcancen una autonomía adecuada para la conducción diaria?
Los híbridos enchufables no son una tecnología de transición, sino un complemento útil en las gamas actuales de vehículos y una contribución significativa a la movilidad sostenible, debido a la gran diversidad en los patrones de uso de los clientes. En el caso de muchos usuarios, los modelos PHEV pueden ser la solución ideal para una conducción diaria sin emisiones, porque muchas rutas se pueden cubrir en modo totalmente eléctrico y, por lo tanto, con cero emisiones locales. Gracias a los puntos de carga en casa o en el trabajo, los clientes pueden hacer muchos de sus desplazamientos semanales solo con energía eléctrica. Además, los modelos PHEV son aptos para la conducción de larga distancia gracias a sus motores de gasolina. Debido a los saltos evolutivos en las capacidades de las baterías y la gestión de sistema de propulsión, la autonomía eléctrica ha aumentado notablemente en los últimos años.

¿Está Audi ofreciendo una gran cantidad de modelos PHEV solo debido a las exenciones fiscales y al apoyo financiero del gobierno que recibe el cliente?
Las ventajas fiscales pueden ser un incentivo de compra, pero no son el único factor decisivo en muchos casos. Los clientes privados eligen de manera consciente la sostenibilidad y, por lo tanto, se decantan por un modelo PHEV porque quieren conducir con cero emisiones locales y también tener acceso a puntos de recarga adecuados. En el mundo del vehículo de empresa los híbridos enchufables son siempre la elección perfecta cuando van orientados a usuarios que suelen hacer recorridos cortos; por ejemplo, desplazamientos al trabajo claramente definidos o rutas interurbanas. Para gente que recorra muchos kilómetros anuales, los modelos diésel modernos son claramente la primera opción.

¿No debería ser la batería más grande y el motor de combustión más pequeño?
Al diseñar los conceptos para los sistemas de propulsión PHEV, Audi confía en el “rightsizing” (tamaño adecuado) y la gestión inteligente del sistema de propulsión, utilizando un motor TFSI de cuatro o de seis cilindros, según el tipo de vehículo. Este propulsor térmico, junto con el potente motor eléctrico y la gran capacidad de recuperación, permiten lograr bajos niveles de consumo. La autonomía real de entre 40 y 50 kilómetros que alcanza la mayoría de usuarios se plantea perfecta para cubrir sus necesidades. Y cuando entre en juego el motor de combustión TFSI, el V6 es la respuesta más adecuada para los modelos grandes y pesados como el A8 o el Q7, mientras que el motor de cuatro cilindros es el más apropiado para los Q5, A6 y A7.

¿Consumen más combustible los PHEV que los coches que solo tienen motor de combustión?
El consumo puede variar mucho según el tipo de conducción de cada usuario. Y esto, sin duda, también atañe a los modelos PHEV. Debido a sus características, pueden operar en modo eléctrico libre de emisiones, especialmente en distancias cortas y en áreas urbanas. Los híbridos enchufables de Audi, con su sofisticado sistema de gestión, están diseñados para lograr la máxima eficacia. La capacidad de recuperación y los programas de eficiencia ayudan a alcanzar ese objetivo. Audi aprovecha los beneficios que todo ello proporciona y pone especial énfasis en la conducción eléctrica en ciudad.

¿Los consumos reales acaban siendo superiores a las cifras de homologación WLTP?
El procedimiento WLTP pretende ofrecer mediciones de consumo más realistas que el anterior método NEDC. Según las mediciones WLTP, un PHEV debe activarse varias veces. Comienza con la batería llena y luego se repite el ciclo hasta que se agota. El último ciclo se conduce con la batería vacía y, por lo tanto, solo con impulso del motor de combustión y energía de recuperación. Con este procedimiento en varias etapas es posible determinar el consumo de combustible y las emisiones de CO2, así como la autonomía eléctrica y la total. Posteriormente, el nivel de CO2 se calcula determinando la relación entre ambas autonomías. Audi implementa en sus modelos PHEV una estrategia operativa que permite recorrer grandes distancias en modo eléctrico y alcanzar una alta eficiencia energética, especialmente en las situaciones reales de conducción.

Los modelos PHEV no son suficientemente prácticos para todo uso…
Al desarrollar sus modelos PHEV, Audi tiene especialmente en cuenta la habitabilidad y la versatilidad. Los volúmenes del maletero de los híbridos enchufables son ligeramente menores que los de los modelos convencionales: el Audi A6 Avant TFSIe tiene ahora 405 litros frente a los 565 litros de un Avant normal. Sin embargo, hay que tener en cuenta que en este último caso, el hueco libre que hay bajo el piso del maletero (reservado a la batería de iones de litio en el PHEV), ya se ha incluido en el cálculo. Para Audi, la practicidad de sus híbridos es tan importante que la batería se ha integrado de tal manera que deja una zona de carga con un piso plano, sin escalones de ningún tipo, lo que permite guardar fácilmente objetos voluminosos. Los respaldos de los asientos de la segunda fila siguen siendo plegables. Además, hay disponible un enganche de remolque para todos los modelos PHEV (excepto para el A8), un factor importante especialmente para los modelos SUV y Avant. La capacidad de remolque de los modelos PHEV es idéntica a la de los modelos convencionales (excepto en el Audi Q5: convencional 2.500 kg; PHEV: 1.750 kg). Los modelos híbridos enchufables de Audi utilizan diversas tecnologías que garantizan altos niveles de eficiencia y confort, como un sistema de preclimatización, una bomba de calor y un pedal de acelerador háptico.