Audi RS Q e-tron [2022]

2021/12/22
19:00

アウディスポーツが公開した、「アウディ RS Q e-tron」の冷却コンセプト。

「RS Q e-tron」の未来的な外観は、電動全輪駆動とエネルギーコンバーターを備えたその高度なコンセプトを完全に反映。
複雑で、場合によっては非常にストレスのかかるシステムを完璧に温度管理するために、アウディは精巧な冷却システムを実装した。

アウディはこれまで『ダカールラリー』に参戦したことがなく、アウディのエンジニアはマシンから熱をどのように取り除くかを最初に自問した。
チームは車両全体のエアロダイナミクスのCFDシミュレーションから始め、次に個々の冷却システムを設計。
ハイブリッドドライブを搭載し『ル・マン』で3度優勝を飾った「R18 e-tron quattro」やフォーミュラEなど、複雑な冷却要件に関するアウディの経験は、このプロセスに役立った。
ただし目的は明らかに異なる。ル・マンスポーツカーでは最大の空力効率が優先されたが、砂漠のプロトタイプは可能な限り最高の熱放散を優先。複数の冷却回路が適切な温度を保証する。

■高電圧バッテリー（HVB）の低温回路
電気駆動の心臓部は、高電圧バッテリーシステム。
それを適切な温度に保つために、アウディは電流を流さないノベックと呼ばれる冷却材を使用。
この低温回路は、フロントフードの下のラジエーターにある。

■モータージェネレーターユニット（MGU）の低温回路
燃焼機関は、高電圧バッテリー用の電力を生成するMGUに機械的に結合されており、エネルギーを他の2基のMGUユニットに伝送。1基は後輪を駆動し、もう1基は前輪を駆動する。パワーフローが逆になると、つまりブレーキをかけたときには両方のユニットがエネルギーを回生してバッテリーに戻す。
これら3基のMGUアッセンブリーは、独自の低温回路を介して接続され、マシンのフロントエンドにある左側のラジエーターを介して熱を放散する。
低温回路はエンジニアにとって非常に特別な課題。明るい日差しの中でも、はるかに高温の回路では良好な冷却効果があり冷却水は沸騰を始めないものの低温システムの動作ははるかに困難。これは温度差が小さいために、40℃の砂漠の空気が60℃の冷却材をわずかにしか冷却しないため。

■パワーステアリングとジャッキ回路
オイルクーリングループは低温ラジエーターの前の左フロントエアダクトにあり、オフロード走行時に高負荷のかかるパワーステアリング用作動油を循環させる。
システムはまた、パンクによってドライバーチームがホイール交換を余儀なくされた場合に備えて、バルブを介してマシンの左右にある2つのジャッキに供給する。

■エアコンの冷却回路
右フロントのエアダクトには空調システムのコンデンサーもあり、車内の別のファンがキャビン内の空気を循環させる。

■クーラントとインタークーラー用の2つの高温回路
「RS Q e-tron」のドライブシステムにはエネルギーコンバーターも含まれており、助手席後方に横置きされた高効率TFSIエンジンはラジエーター付きの流体回路を備えている。
エンジンオイル回路は熱交換器を介してこのシステムに熱的に接続されている。
エキゾーストガスターボチャージャーには2番目の冷却システムが必要になり、圧縮された空気はインタークーラーを通ってエンジンに流れ込む。
リキッドクーラーとインタークーラーはリアアクスル上に並んで配置され、ルーフ上のカウルは2つのラジエーター間の空気の流れを分割。たとえば砂丘を低速で横断する場合など困難な状況ではこの空気流は十分でない可能性があり、そのため2つのラジエーターのそれぞれの後ろにはファンがあり必要に応じて暖かい空気をマシン後方に排出する。

「RS Q e-tron」の冷却システムは最大負荷用に設計されており、チームは最終的に11月にモロッコでサーマル性能を確保した。
カルロス・サインツ（スペイン）は長距離テストにおいて、冷却空気のインテークを意図的にテープで塞いだ状態で干上がった川床の柔らかい砂の上を横断。すべてのシステムが問題なく機能することを確認した。

パワーユニットの冷却要件により明らかにパワーロスがあるにもかかわらず、アウディは高効率のラリープロトタイプを制作した。
モータースポーツの世界では、このマシンはパワートランスミッションとエネルギーコンバーターを備えた長距離走行のマイルストーン。
約200kW（約272馬力）の出力を発揮するTFSIエンジンは、4,500～6,000rpmで動作する場合に特に効率的。その特定の消費量は200g/kWhをはるかに下回っている。
その結果、「RS Q e-tron」のマティアス・エクストローム（スウェーデン）とエミル・バーグクビスト（スウェーデン）、ステファン・ペテランセル（フランス）とエドゥアール・ブーランジェ（フランス）、カルロス・サインツ（スペイン）とルーカス・クルス（スペイン）の3組のドライバーチームは、『ダカールラリー』の砂漠を最適な温度で高速で駆け抜けるだけでなく、特に効率的に走る。