A l’occasion de la première mondiale de l’Audi A1 au salon automobile de Genève 2010, le constructeur aux quatre anneaux a dévoilé son concept de citadine électrique via le showcar Audi A1 e-tron dotée à l’époque d’une technologie d’entraînement innovante. Elle dispose d’un moteur électrique puissant pour les parcours urbains à zéro émission avec une autonomie de 50 km. Mais elle est également dotée d’un moteur thermique destiné à recharger la batterie en cas de besoin pour offrir une autonomie de 250 km. Les 102 ch (75 kW) délivrés par son moteur électrique confèrent à l’A1 e-tron une grande vivacité.
La technique de l’Audi A1 e-tron
Âgée de quelques mois à peine, la gamme Audi e-tron se déclinait pourtant en 2010 déjà en plusieurs versions. Le constructeur recourait à des conceptions techniques totalement différents. La première Audi e-tron – qui a été présentée au salon de Francfort en 2009 – était un concept de voiture de sport de haute performance proche de la série dotée d’un moteur électrique pour chacune des quatre roues. Le concept car du salon automobile de Detroit 2010 était une biplace compacte et légère dotée de deux moteurs électriques sur l’essieu arrière.
L’Audi A1 e-tron concrétise une approche différente : une voiture électrique compacte premium. Cette citadine à deux portes et à quatre places a été spécialement conçu pour les déplacements quotidiens dans les agglomérations urbaines, notamment en Europe, en Amérique du Nord et dans les mégapoles à croissance fulgurante d’Asie et d’Amérique du sud. L’Audi A1 e-tron roule toujours en mode électrique. Son moteur thermique sert uniquement à recharger la batterie en cas de besoin en étant un prolongateur d’autonomie.
L’intégration de nouvelles technologies s’inscrit dans l’approche globale poursuivie par Audi en matière d’électromobilité. L’objectif déclaré est d’exploiter l’énergie avec le moins de pertes possibles. L’interaction précise des composants, leur mise en œuvre intelligente et la gestion efficiente des flux énergétiques sont issues de la compétence que s’est forgée le constructeur dans ce domaine.
Pour maintenir la batterie, le moteur électrique et l’équipement électronique de puissance dans leur meilleure plage de température respective, Audi a mis au point une gestion thermique spécifique.
Le moteur électrique avec une puissance de pointe de 102 ch (75 kW)
Sur l’Audi A1 e-tron, le moteur électrique (un moteur synchrone) est placé transversalement à l’avant, sa position de montage basse profitant au centre de gravité. Ce moteur développe une puissance continue de 61 ch (45 kW), la puissance de pointe exploitable en momentané étant de 102 ch (75 kW). Le couple de 150 Nm est disponible dès le départ, sa valeur maximale atteignant 240 Nm.
Les forces du moteur électrique passent par une boîte à un seul rapport qui les transmet aux roues avant. Un élégant levier sélecteur escamotable dans la console du tunnel central permet au conducteur de choisir entre « marche avant », « marche arrière » et « point neutre ». Ce levier est issu du premier concept Audi e-tron.
L’équipement de l’électronique de puissance est logé dans le compartiment moteur au-dessus du moteur électrique. Ses composants essentiels sont l’onduleur à pulsation qui sert de régulateur entre le moteur électrique et la batterie, le convertisseur de courant continu qui relie le réseau de bord 14 volts au réseau à haute tension, une unité de commutation destinée à protéger les composants de haut voltage et le module de chargement. La prise destinée à recevoir la fiche de recharge standard se cache derrière les anneaux de la calandre Singleframe de l’Audi A1 e-tron. Quand la batterie est complètement déchargée, il faut environ trois heures pour la recharger sur le réseau 380 volts. Un visuel situé juste à côté de la prise indique l’état actuel de charge et le temps de charge restant.
Le principe de ce MCV (Mega City Vehicle) innovant imposait d’électrifier d’importants composants auxiliaires. Ainsi, le compresseur de réfrigérant de la climatisation est entraîné par un moteur électrique à haute tension en fonction des besoins de puissance momentanés.
Ceci accroît sensiblement l’efficience du système par rapport aux principes conventionnels. Grâce à un couplage spécial, le circuit de climatisation fait également fonction de pompe à chaleur destinée à tempérer l’habitacle et la batterie.
La direction assistée de l’Audi A1 e-tron fonctionne selon un principe électromécanique, et améliore son efficience énergétique. Un système de freinage électromécanique permet d’exploiter le potentiel de récupération des moteurs électriques. L’essieu avant est doté d’étriers fixes hydrauliques et l’essieu arrière d’un nouveau type d’étriers flottants à commande électrique, ceux-ci étant actionnés par un câble (brake by wire) sans aucun autre élément de transmission mécanique ou hydraulique. Lorsqu’aucun freinage n’est exercé, il n’y pas de pertes par friction dues à des couples de freinage résiduels. Le servofrein a été de plus doté d’une nouvelle pompe à vide électrique régulée en fonction des besoins.
Le gros moteur électrique de l’A1 e-tron est en mesure de convertir l’énergie cinétique dégagée lors de la décélération en courant électrique ensuite réinjecté dans le réseau de bord. L’efficience totale bénéficie de ce taux de récupération élevé. Le conducteur ne remarque rien des opérations électriques de régulation. Il perçoit uniquement le contact familier des pédales.
Le pack batterie en T monté sous le châssis
La réserve d’énergie est montée sous le châssis, un emplacement idéal pour le centre de gravité et la répartition du poids. Le pack batterie est en forme de T. Sa « barre longitudinale » remplit la partie arrière du tunnel central, la « barre transversale » occupant la zone en amont de l’essieu arrière normalement réservée au réservoir de carburant. L’accumulateur lithium-ion fonctionne sous une tension de 380 volts, affichant une capacité énergétique nominale de 12 kwh. Il se compose de 96 cellules prismatiques et pèse moins de 150 kilogrammes.
Cette puissante batterie permet à l’Audi A1 e-tron de parcourir 50 kilomètres en ville sans rejeter d’émissions nocives. Sur les plus longs parcours, la batterie est rechargée par un moteur thermique très compact disposé sous le coffre offrant une autonomie totale de 250 km.
Le prolongateur d’autonomie
L’A1 e-tron concept est équipée d’un moteur Wankel faisant fonction de prolongateur d’autonomie (range extender), d’autres conceptions compactes étant toutefois envisageables. Ce petit moteur Wankel monorotor affiche une cylindrée de 254 cm3 et tourne en continu à 5 000 tr/min dans sa meilleure plage de rendement. Au besoin, le système électronique active automatiquement le range extender. Ce faisant, il tient compte également des données de navigation, telles la destination et le profil du trajet. Par le biais d’un bouton, le conducteur peut l’activer et le désactiver à volonté à tout moment, si les conditions l’exigent. L’alimentation en carburant est assurée par un réservoir d’une capacité de 12 litres.
Les grands atouts du moteur Wankel sont son fonctionnement silencieux exempt de vibrations, ses dimensions réduites et son poids extrêmement faible. Si on lui ajoute le générateur, qui est entraîné par le moteur Wankel et produit une puissance électrique de 15 kW, le groupe complet ne pèse que près de 70 kilogrammes. D’autres éléments sont également compris : l’équipement électronique de puissance spécifique, les systèmes d’admission, d’échappement et de refroidissement ainsi que l’isolation et le cadre auxiliaire.
Le plaisir de conduite
La première impression que ressent le conducteur de l’Audi A1 e-tron est un silence presque absolu. Même le ronronnement du moteur Wankel à l’arrière s’entend à peine.
La deuxième impression caractéristique est la puissance du moteur électrique, disponible pratiquement dès le départ et propulsant avec allégresse l’Audi A1 e-tron vers l’avant. Ce MCV innovant qui ne pèse que 1 190 kilogrammes malgré la complexité de la technique d’entraînement embarquée, offre un plaisir de conduite zéro émission moderne et bien pensé. L’Audi A1 e-tron accélère de 0 à 100 km/h en 10,2 secondes, sa vitesse de pointe culminant à plus de 130 km/h.
Quand le prolongateur d’autonomie pourvoit à recharger la batterie, l’Audi A1 e-tron parcourt aussi de plus longues étapes, l’autonomie supplémentaire surtout conçue pour les parcours interurbains étant de 200 km.
La consommation de carburant pour les deux modes de fonctionnement calculée d’après la norme de l’époque est d’à peine 1,9 l/100 km, ce qui correspond à un rejet de CO2 de 45 g/km. En mode full électrique, les émissions directes de CO2 sont égales à zéro, la compacte A1 e-tron étant tout aussi écologique qu’économique.
La troisième impression communiquée par l’A1 e-ton est celle d’une voiture d’une catégorie supérieure. Cette deux portes compacte réunit tous les atouts de la première génération de l’A1 apparue en 2010 : le châssis sport au réglage peaufiné, doté de jantes en alliage léger de 18 pouces dessinées en exclusivité pour l’A1 et de pneus en 215/35 R18, l’habitacle mature aux dimensions généreuses, l’excellente qualité de finition et une multitude d’équipements haut de gamme.
À l’intérieur, c’est la teinte sombre « soul » qui prédomine, les sièges – aux surpiqûres gris rocher – et le pavillon de toit se déclinant en « blanc albâtre ».
Le design
L’étude du salon de Genève 2010 est laquée dans la peinture spéciale « menthe à l’eau nacré » avec un arc de toit contrasté en « gris acier foncé brillant ». Les jantes de 18 pouces à 20 branches au look de turbine soulignent – à l’instar des deux autres modèles e-tron – l’ambition technique de la conception.
Au niveau du diffuseur arrière rehaussé d’aluminium, on cherche en vain les embouts d’échappement. Ceci accentue la largeur du véhicule et attire l’attention sur les faibles émissions de CO2. Les deux ailes avant arborent le monogramme « e-tron » devenant synonyme d’électromobilité chez Audi.
À l’intérieur, les habillages de porte et la console centrale sont coordonnés à la couleur « menthe à l’eau nacré » de la carrosserie. Le levier de vitesses gainé de cuir a été doté d’un design spécifique, le bouton Start-Stop du modèle e-tron ayant été placé dans la partie antérieure de la console centrale.
Un couvercle de batterie spécial à l’avant et le prolongateur d’autonomie s’exposant fièrement aux regards avec ses ailettes de refroidissement sous une vitre dans le coffre témoignent de la technologie propre mise en œuvre dans l’A1 e-tron.
Et comme tout nouveau type d’entraînement requiert aussi un nouveau type de gestion de l’information, le concept car a été équipé d’un combiné d’instruments programmable à zone d’affichage virtuelle et d’une nouvelle conception de commande et d’affichage.
Une version de série produites en quelques exemplaires
Ce showcar préfigurait une version de série de l’Audi A1 e-tron apparue fin 2010 fabriquée à quelques dizaines d’exemplaires sans pour autant avoir été commercialisée.
Photos : 4Legend.com / Audi
