La e-tron quattro rappresenta oggi la nuova generazione della trazione integrale, e lo sport motoristico continua a esserne il primo banco di prova. Il debutto su circuito della nuova Audi R18 e-tron quattro si è svolto il 5 maggio, alla 6 Ore di Spa-Francorchamps, in Belgio. Per la 24 Ore di Le Mans, in programma il 16 e 17 giugno, l'Audi Sport Team Joest farà scendere in pista due vetture dotate dell'innovativo sistema di trazione.
Contemporaneamente, in occasione dell'80ª edizione della classica di durata francese più famosa al mondo, la squadra Audi schiererà due Audi R18 ultra a trazione classica, identiche per struttura alla R18 e-tron quattro, ma senza sistema ibrido. “Come i nostri colleghi che si occupano di auto di serie, continuiamo a credere nel grande potenziale delle motorizzazioni convenzionali” commenta il Responsabile Audi Motorsport Wolfgang Ullrich. “Ecco perché siamo felici che l’ACO e la FIA abbiano accolto le nostre richiese in modo da poter schierare quattro vetture in questa storica edizione della corsa”.
Anche per il nuovo Campionato FIA World Endurance Championship (WEC) di quest'anno Audi correrà su due binari paralleli, utilizzando entrambe le tecnologie. Le due versioni della R18 hanno in comune la struttura ultra leggera, l'unica in grado di poter sostenere l'aggiunta di componenti ibridi. La Audi R18 e-tron quattro è la prima auto da corsa Audi in cui l'accelerazione non si deve esclusivamente a un motore a combustione.
Grazie alla propulsione ibrida parzialmente elettrica e-tron quattro, il prototipo rappresenta un'assoluta novità tra le auto sportive LMP1. Una rivoluzione durata 18 mesi per passare dai primi progetti ai test e iniziata nel febbraio 2010, con l'avvio del progetto e-tron quattro per lo sport motoristico. “Questo è un ciclo relativamente corto per una tecnologia che non è mai stata testata nel motorsport e che ancora non esiste nella produzione di serie” sottolinea Martin Mühlmeier, Capo dell’Engineering di Audi Sport. Il primo grande ostacolo nello sviluppo del progetto è stato quello di definire l'idea. Così come è successo spesso in passato, anche per questa tecnologia Audi ha voluto giocare un ruolo guida. Per il modello R18 e-tron quattro Audi ha sviluppato un sistema ibrido specifico, completo di tutti i collegamenti in rete, comandi, software, algoritmi e interfacce. Come per altri settori, Audi Sport collabora con costruttori esterni anche per la produzione di componenti del sistema ibrido.
Per la costruzione della batteria Audi ha potuto contare sulla collaborazione di Williams WHP, mentre per l'unità motore-alternatore (MGU) la Casa automobilistica si è avvalsa della partnership con Bosch, optando per un sistema di accumulo dell'energia con batteria a volano, visto e considerato che le esigenze di Le Mans sono un po' diverse da quelle di tutti i giorni. “L'alto rendimento è fondamentale nel recupero dell'energia”, afferma Christopher Reinke, Technical Project Leader LMP. “In fase di frenata la batteria deve essere in grado di assorbire molta energia nell'arco di pochi secondi.” Sull'asse anteriore il sistema è rappresentato da due alberi di trasmissione, dall'unità motore-alternatore con riduttore epicicloidale, da una batteria elettrica a volano situata accanto al conducente, da un dispositivo di controllo dell'isolamento per l'alto voltaggio e dal sistema di comando. Il processo di recupero dell'energia è abbastanza semplice, mentre l'applicazione tecnica è estremamente complessa. Il recupero dell'energia avviene in fase di frenata, quando le ruote azionano la MGU. Spetta all'organizzazione dell'evento definire le zone di frenata consentite. L'unità motore-alternatore accelera elettricamente un volano in fibra di carbonio funzionante sotto vuoto spinto
. Una volta percorsa la curva e al momento di accelerare nuovamente, il sistema trasmette energia all'asse anteriore. Il regolamento consente di trasmettere 500 kJ di energia alle ruote anteriori, tra due fasi di frenata. Un riduttore epicicloidale adatta il rapporto di trasmissione in base all'accelerazione e alla frenata. I due assi della e-tron quattro, azionati indipendentemente uno dall'altro, vengono sincronizzati esclusivamente tramite strategie di controllo elettroniche, completamente automatiche senza intervento alcuno da parte del conducente.
Sono due i parametri che regolano l'intera procedura di ricarica (recupero di energia): la decelerazione della vettura, quindi la frenata stessa e il livello di carica della batteria. Il processo di rilascio di energia (boost) dipende dalla velocità prescritta dal regolamento, di almeno 120 km/h, ma anche dalla strategia di gara scelta, dal movimento del pedale del gas e dall'accelerazione del veicolo.