Al sinds zijn Dakar-debuut afgelopen januari is de Audi RS Q e-tron de benchmark op het gebied van elektrische efficiency en strijd in de rallysport. De volgende stap hierin zet Audi bij de komende editie van 'Le Dakar', waarin het merk drie woestijnprototypes inzet, voorzien van elektrische aandrijving en een energieomvormer. Bovendien rijdt Audi de loodzware rally - van 31 december 2022 tot en met 15 januari 2023 - voor het eerst op een innovatieve brandstof.

Audi - Dakar 
"Naast onze elektrische auto's en hernieuwbare elektriciteit bieden hernieuwbare brandstoffen de mogelijkheid om verbrandingsmotoren klimaatvriendelijker te laten werken", verklaart Oliver Hoffmann, bestuurslid voor technische ontwikkeling bij Audi. "De Audi RS Q e-tron combineert beide in een innovatieve aandrijving. Hierdoor zijn we nu nog duurzamer onderweg in de zwaarst denkbare tak van de autosport." Om de uitstoot van koolstofdioxide verder te verminderen, gebruikt Audi brandstof op basis van restproducten die niet concurreren met voedingsmiddelen. Hierachter zit een proces dat in eerste instantie biomassa omzet in ethanol. De uiteindelijke brandstof wordt vervolgens geproduceerd na een aantal vervolgstappen. Afgekort heet dat proces ETG - ethanol-naar-benzine. De procesingenieurs gebruiken biogene delen van planten als basisproduct.

Optimalisatie van efficiency
De tankinhoud van de RS Q e-tron bestaat voor 80 procent uit duurzame bestanddelen, waaronder ETG en e-methanol. Deze brandstof is nodig voor de energieomvormer, waarvan de verbrandingsmotor met hoge compressie werkt en daardoor zeer efficiënt elektriciteit levert voor de elektrische aandrijving. Waar het aandrijfconcept al minder brandstof nodig heeft dan conventionele systemen, is er nu dus een verdere optimalisatie. "Met dit brandstofmengsel reduceert de Audi RS Q e-tron de uitstoot van koolstofdioxide met meer dan 60 procent", zegt Fabian Titus van de afdeling Application and Thermodynamics Development van Audi.

Deze innovatieve brandstof voldoet aan de strikte chemische specificaties van de brandstofregelgeving van de autosportkoepels FIA en ASO. Die specificaties zijn vergelijkbaar met de voorschriften voor 102 octaan brandstoffen die vrij verkrijgbaar zijn. Met deze innovatieve brandstof behaalt de verbrandingsmotor zelfs een hoger rendement dan met fossiele benzine.

De hoogvoltage accu is niet alleen het hart van de aandrijflijn, maar bevindt zich ook letterlijk in het midden van de Audi RS Q e-tron. Het prototype waarmee Audi in januari voor het eerst deelneemt aan de Dakar Rally. De accu is de kern van de innovatieve elektrische aandrijving met energie-omvormer. Hiermee wil Audi in de zwaarste rally ter wereld een nieuwe mijlpaal zetten en ook in de woestijn 'voorsprong door techniek' demonstreren.

Bij de ontwikkeling van het elektrische systeem kregen de Audi-technici te maken met vele onbekende factoren, want er is in de autosport nog geen ervaring met zo'n concept. Laat staan in een lange-afstandswedstrijd. In vergelijking met bijvoorbeeld het WK Formule E, waarin Audi met batterij-elektrische aandrijving reed, zijn de omstandigheden in de Dakar Rally volledig anders. Dagetappes van honderden kilometers, de enorme rijweerstand in het mulle woestijnzand, hoge buitentemperaturen en een reglementair bepaald minimumgewicht van twee ton zijn extreme factoren in de autosport. Onder deze omstandigheden is het met de huidige accutechnologie nog niet mogelijk om een volledig elektrische terreinwagen te realiseren. Daarom koos Audi voor de variant met elektrische aandrijving en energie-omvormer. De capaciteit van de accu bedraagt 52 kWh, het gewicht van de accu inclusief koeling ligt rond de 370 kg.

Duurzaamheid en hoge energiedichtheid
Vanwege de benodigde energiecapaciteit en kracht koos Audi voor de beproefde ronde cellen als basis voor de hoogvoltage accu. Daarbij merken de Audi Sport-rijders Mattias Ekström, Stéphane Peterhansel en Carlos Sainz geen verschil tussen een nieuwe en een gebruikte accu.

Opladen in het terrein
Wanneer de rijders met een opgeladen accu in de ochtend vanuit het bivak starten voor een nieuwe etappe, begint een ingewikkeld proces. Met zijn innovatieve aandrijving moet de Audi RS Q e-tron op alle omstandigheden berekend zijn: afstanden, snelheden, zwaarte van het terrein en andere factoren. De ingenieurs en elektrotechnici hebben algoritmes geprogrammeerd om de 'state of charge' (SoC) - de laadtoestand van de accu - afhankelijk van de benodigde energie binnen een bepaalde bandbreedte te houden. Het onttrekken van energie en het opnieuw opladen van de accu bevinden zich binnen vastgelegde afstanden steeds in balans. Als bijvoorbeeld voor een zware passage door de zandduinen voor korte tijd maximale energie nodig is, kan de laadtoestand binnen een bepaalde bandbreedte dalen. Het vermogen van de motor-generator-units aan de voor- en achteras is volgens het reglement begrensd tot in totaal 288 kW, terwijl de energie-omvormer maximaal een laadvermogen van 220 kW kan leveren. Zo kan het dus gebeuren dat er tijdelijk meer wordt verbruikt dan er energie wordt opgewekt. Over een langere afstand echter is de verhouding weer gelijk.

Terugwinnen van energie als belangrijke factor
Met het oog op maximale efficiëntie maakt Audi ook in de woestijn gebruik van een principe dat eerder al in de Le Mans-sportwagens en in de Formule E werd toegepast: bij het remmen wint de RS Q e-tron energie terug. De motor-generator-units aan de voor- en achteras zetten daarbij met behulp van het Intelligent Brake System (IBS) de draaiende beweging van de wielen om in elektrische energie.

Anders dan bij het accelereren geldt er hier geen maximum. De Audi RS Q e-tron neemt in het veld van de Dakar Rally een bijzondere positie in. Ondanks dat hij op basis van het reglement zwaarder is, heeft de RS Q e-tron minder energie nodig dan de concurrentie. De reglementair bepaalde kleinere tankinhoud voor de energie-omvormer bewijst dat de rallyauto met de vier ringen uiterst efficiënt is.

Over minder dan een maand start Audi voor het eerst tijdens de Dakar Rally. Een blik in het interieur van de Audi RS Q e-tron doet denken aan de cockpit van een vliegtuig. Over de volle breedte van het instrumentenpaneel zijn beeldschermen en displays aangebracht. Alleen met behulp van deze instrumenten kunnen rijder en bijrijder de duizenden kilometers door de woestijn met goed gevolg afleggen.

Vroeger was er in de rally-raids sprake van een duidelijke verdeling: de rijder rijdt, de bijrijder navigeert. Tegenwoordig is het anders: het reglement kent duidelijke beperkingen over wat er op het gebied van navigatie is toegestaan. Het 'roadbook' - vroeger nog op papier - is nu digitaal en in de Audi RS Q e-tron is de taakverdeling tussen rijder en bijrijder anders.

Niet schakelen

Natuurlijk zijn sturen, accelereren en remmen de belangrijkste taken voor coureurs Mattias Ekström, Stéphane Peterhansel en Carlos Sainz. Schakelen hoeft niet meer, want de elektrische aandrijving heeft geen versnellingsbak. De aluminium hendel voor de handrem neemt een centrale plaats in en is gekoppeld aan het innovatieve 'brake by wire'-systeem. Door kort remmen voor een bocht kan de auto optimaal worden gepositioneerd.

Audi RS Q e-tron interieur 
Direct vóór de rijder op het stuurwiel bevinden zich acht knoppen voor onder meer de ruitenwissers, claxon en snelheidsbegrenzer. Achter het stuur 'staat' een display met bijvoorbeeld informatie over de bandenspanning, rijrichting en snelheid. Een centraal scherm, geplaatst tussen de rijder en bijrijder, geeft informatie over onder andere de gekozen rembalans en tal van andere functies. Daaronder zijn 24 knoppen aangebracht waarmee diverse functies kunnen worden bediend, uiteenlopend van de airconditioning tot aan diverse vooraf ingestelde snelheden voor secties waar een maximumsnelheid geldt. De bijrijder zorgt voor de bediening van de knoppen volgens instructies van de rijder.

Digitaal roadbook

Anders dan vroeger krijgen de deelnemers niet meer de avond van tevoren, maar pas 15 minuten vóór de start van de etappe de te rijden route. Voor de oriëntatie in het terrein beschikken bijrijders Emil Bergkvist, Edouard Boulanger en Lucas Cruz over twee tablet-beeldschermen met afstandsbediening. Het linker scherm geeft het roadbook weer, het rechter scherm toont de GPS-navigatie en registreert het verplichte passeren van de digitale controlepunten ('waypoints') op de route. Alleen als het tablet met het roadbook uitvalt, mogen de teams het verzegelde roadbook op papier openen.

In de offroadsport blijft navigeren een wedstrijdelement dat naast het rijden een belangrijke rol speelt. Daarom geeft de organisatie in het roadbook alleen maar de rijrichtingen, afstanden, pictogrammen, bijzonderheden en waarschuwingen aan. Zo is het GPS-systeem in de auto slechts in beperkte mate een hulpmiddel voor de teams. Tegelijk kan de organisatie hiermee controleren of de deelnemers zich hebben gehouden aan de route en aan de in de 'speed control zones' geldende snelheden.

Iritrack: voor de veiligheid

Voor extra veiligheid zorgt het Iritrack-systeem op de middenconsole, dat in noodgevallen de snelheid en de positie van de auto kan doorgeven en mogelijke ongevallen herkent. Via dit systeem kan de bijrijder ook de organisatie informeren als er hulp nodig is.

De Audi RS Q e-tron is voorzien van vele digitale hulpmiddelen, maar uiteindelijk blijft ook in offroadrally's de mens de beslissende factor voor sportief succes.