Audi ha presentado en el Salón del automóvil de Los Ángeles el Audi A7 Sportback h-tron quattro, que utiliza un sistema de propulsión eléctrica con pila de combustible. Este nuevo modelo experimental sobre la base del Audi A7 es capaz de recorrer más de 500 kilómetros con un único depósito de combustible, acelerando desde parado hasta los 100km/h en 7,9 segundos, únicamente emitiendo vapor de agua a la atmosfera.

"El A7 Sportback h-tron quattro es un auténtico Audi, deportivo y a la vez eficiente. Concebido como un e-quattro, sus dos motores eléctricos impulsan las cuatro ruedas," explica Ulrich Hackenberg, responsable de Desarrollo Técnico de Audi. "El prototipo h-tron es una demostración de nuestro dominio de la tecnología de pila de combustible. Estamos en condiciones de poner en marcha el proceso de producción tan pronto como el mercado y la infraestructura estén preparados."

La “h” de la denominación h-tron hace referencia al elemento químico hidrógeno. Estéticamente casi no presentan diferencias entre los modelos h-tron y los modelos de producción.

Junto a los sistemas de propulsión alternativos e-tron y g-tron, se sitúa este h-tron ocupando el lugar que todavía no tenía cubierto la marca de los cuatro aros con sus modelos experimentales de propulsión alternativa. Exteriormente no existe ninguna evidencia de la tecnología que incorpora a bordo, una pila de combustible que convierte hidrógeno en energía eléctrica.

Las diferencias con los modelos de producción se encuentran bajo el capó: la pila de combustible se instala en la parte delantera de este prototipo, lugar que ocupa el motor en un A7 Sportback convencional.

Debido a que el sistema de escape emite de forma exclusiva vapor de agua, este se ha construido en material plástico con el fin de reducir el peso.  La pila de combustible está formada por más de 300 células individuales, en el núcleo de  cada una de ellas se encuentra una membrana de polímero, con un catalizador formado a base de platino.

El funcionamiento de la pila de combustible consiste en suministrar al ánodo el hidrógeno que se divide en protones y electrones. Los protones migran hacia el cátodo de la pila a través de la membrana dónde reaccionan con el oxígeno del aire para formar vapor de agua. Los electrones por su parte suministran energía eléctrica en cada célula que oscila entre 0,6 y 0,8 voltios.

La pila de combustible opera en un rango de voltaje de 230 a 360 voltios, y los principales elementos auxiliares incluyen  un turbocompresor que fuerza la entrada de aire en las células, denominado “Ventilador de recirculación” y una bomba de refrigeración. Estos componentes tienen un sistema eléctrico de alta tensión, y utilizan la energía eléctrica suministrada por la propia pila de combustible.

El sistema de la pila de combustible, que tiene una temperatura optima de funcionamiento en torno a los 80 grados centígrados, requiere un sistema de refrigeración cuya exigencia será mucho mayor que n un motor de combustión, pero se obtiene un 60% más en cuanto a eficiencia energética. El arranque en frío se garantiza hasta una temperatura de –28 grados Celsius.

Otra de las características especiales del Audi A7 Sortback h-tron Quattro es su concepto híbrido enchufable, presentando la evolución lógica tras los vehículos experimentales Audi A2 H2 y Audi Q5 HFC. Este cuenta con una batería de iones de litio a bordo como la que utiliza el Audi A3 Sportback e-tron, con capacidad de 8,8 kWh, que puede ser recargada en una toma de corriente.

Esta batería, se ubica bajo el piso del maletero, junto con su propio circuito de refrigeración, suponiendo el complemento necesario para la pila de combustible, siendo capaz de almacenar la energía recuperada en las retenciones o frenadas, y de suministrar una energía superior para impulsar el motor cuando se demanda la máxima potencia. Esto permite que el Audi A7 Sportback e-tron Quattro sea capaz de desarrollar todo lo que se espera de un vehículo Quattro. Entre los ejes no existe ningún tipo de conexión mecánica, y el par que llega a cada eje es ajustado de forma constante a través de un sistema electrónico.

Los motores eléctricos, refrigerados por un circuito de baja temperatura junto con sus convertidores de tensión, con motores síncronos de excitación permanente. Cada uno de ellos desarrolla 85kW, o 114kW elevando el voltaje de forma momentánea. El par máximo se sitúa en 270Nm en cada uno de los motores eléctricos. Las carcasas incorporan trenes de engranajes planetarios con una única relación de transmisión de 7,6:1. Un sistema de bloqueo mecánico para el estacionamiento y una función diferencial completan el sistema

Los tanques para el almacenamiento del hidrógeno del Audi A7 Sporback h-tron Quattro se localizan por delante del eje trasero bajo el piso del maletero, en el túnel central. Una carcasa realizada en polímero reforzado con fibra de carbono (CRFP) protege el armazón de aluminio. Estos tanques pueden almacenar cinco kilogramos de hidrógeno a una presión de 700 bares, suficiente para conducir durante más de 500 kilómetros. El consumo se sitúa en un kilogramo de hidrógeno cada 100 kilómetros recorridos, que en términos energéticos es equivalente a 3,7 litros de gasolina.

EL Audi A7 Sportback h-tron Quattro circula siempre con cero emisiones locales; utilizando hidrógeno, que se trata de un combustible renovable y abundante.

Desde el pasado año 2013 la marca germana tiene en marcha una planta piloto en la que se produce hidrógeno mediante electrolisis utilizando energía eólica para producir la energía necesaria para el proceso. En la actualidad el hidrógeno producido en esta planta se emplea en la producción de metano sintético, aunque en un futuro podría ser conducido a través de una red de estaciones de suministro para el repostaje de vehículos con pila de combustible, lo que sitúa esta opción más cerca de la realidad y más lejos de utopía.