Unter Strom gesetzt: E-Maschinen bei Audi

Vom elektrisch angetriebenen Verdichter bis zum Le-Mans-Rennwagen – E-Maschinen sind bei Audi stark im ­Kommen, ob auf 48-Volt- oder auf ­Hochvolt-Basis. Sechs Beispiele.

Audi A4 Avant g-tron

Das neue g-tron-Modell fährt CO2-neutral mit Audi e-gas, das mithilfe von regenerativ erzeugtem Strom produziert worden ist. Audi verfolgt hier einen ganz eigenen Weg in die Mobilität der Zukunft.

Das neue g-tron-Modell, das 2016 auf den Markt kommt, hat als Antrieb zwar einen TFSI, der mit fossilem und syntheti­schem Erdgas läuft, im Endeffekt jedoch dient Strom als primäre Energie­quelle – sogar grüner Strom aus Wind­kraft.

Der Fahrer des Audi A4 Avant g-tron kann an vielen deutschen Erdgas-Tank­stellen mit einer Audi e-gas-Karte tanken, die als Bilanzierungsinstrument dient. Die Menge Gas, die er tankt, wird von der Audi e-gas-Anlage wieder ins Netz eingespeist; sie produziert im
niedersächsi­schen Werlte mithilfe von Ökostrom syn­thetisches Me­than aus Wasser und CO2.

Ebenso wie sein Schwestermodell aus der A3-Reihe ist der neue Audi A4 Avant g-tron beim Betrieb mit Audi e-gas global CO2-neutral unterwegs. Gemein­sam mit spezialisierten Part­nern treibt Audi die Entwicklung weiterer alternativer Treibstoffe – der Audi e-fuels – unter Hoch­druck voran. Bei allen Projek­ten dienen Ökostrom und CO2 als wesentliche Ausgangsstoffe für die Produktion.

Der hocheffiziente 2.0 TFSI des Audi A4 Avant g-tron leistet 125 kW (170 PS). Im NEFZ-Zyklus verbraucht er auf 100 Kilo­meter weniger als vier Kilo­gramm Gas – er fährt also nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch und sportlich.

Audi A7 Sportback h-tron quattro

Mit der Technikstudie A7 h-tron quattro zeigt die Marke mit den Vier Ringen, dass sie auch die Brennstoffzellentechnologie beherrscht. Audi kann hier in die Serien­produktion einsteigen, wenn der Markt und die Infrastruktur es rechtfertigen.

Die Audi e-gas-Anlage im niedersäch­si­schen Werlte nutzt Strom aus Wind­­en­er­gie, um Wasser per Elektrolyse in Sauer­stoff und Wasserstoff zu zerlegen. Derzeit entsteht aus diesem Gas in einem weiteren Schritt das Audi e-gas. Künftig aber kann der Wasserstoff dazu dienen, Autos wie den A7 Sportback h-tron quattro anzutreiben – sie fahren dann nicht nur lokal, sondern auch global emissionsfrei.

Der A7 Sportback h-tron quattro ist das erste Brennstoff­zellenauto mit quattro-­Antrieb. Je eine E-Maschine treibt die Vor­der- und Hinterachse an – das e-quattro-Konzept ermöglicht mit 228 kW Spitz­en­leistung und bis zu 540 Nm Dreh­moment sportliche Fahrleis­tungen. Im Heck sitzt eine Lithium-Ionen-Batterie mit 8,8 kWh Kapazität; beim kräftigen Beschleunigen liefert sie starken Extra-Boost. Die vier Wasserstoff-Hochdrucktanks ermöglichen mehr als 500 Kilometer Reichweite und lassen sich binnen drei Minuten komplett füllen.

Der Audi A7 Sportback h-tron quattro bringt eine weitere Zukunfts­technologie ins Spiel: Das „h“ in seinem ­Namenskürzel steht für das Element ­Wasserstoff, also für den Brennstoffzellenantrieb.
Audi RS 5 TDI competition concept

Auch das dynamische Coupé hat einen 3.0 TDI unter der Haube – er arbeitet mit einem elektrisch angetriebenen Verdichter auf 48-Volt-Basis zusammen. Das Resultat: satter Schub in jeder Situation.

Audi Q7e-tron 3.0 TDI quattro

Der große SUV, das zweite Modell von Audi mit Plug-in-Hybridantrieb, setzt in seiner Klasse die Maßstäbe. Ein V6-TDI und eine starke E-Maschine liefern souveräne Kraft – bei minimalem Verbrauch.

Audi R18

Auf der Rennstrecke entfaltet die Elektro­mobilität bei Audi ihre volle Dynamik. Beim Audi R18, dem WEC-Rennwagen für die Saison 2016, ist der Hybridantrieb auf die Bedingungen des Motorsports zugeschnitten, dem intensivsten Testfeld für die Serienentwicklung.

Im Gegensatz zum Vorjahr startet Audi 2016 in der Klasse bis sechs Mega­joule – der neue Sportprototyp, der weiterhin einen V6-TDI mit vier Liter Hubraum besitzt, kann pro Runde wesentlich mehr Energie rekuperieren als sein Vorgänger. Als Stromspeicher dient eine Hochvolt-Batterie, sie löst den Drehmassenspeicher des R18 e-tron quattro ab. Auch die Aero­dynamik des Audi R18 präsentiert sich von Grund auf neu entwickelt.

Motorsport ist fester Bestandteil der AudiDNA – seit 35 Jahren erprobt die Marke mit den Vier Ringen neue Technologien im Wettbewerbseinsatz. Das 24-Stunden-Rennen von Le Mans und die FIA-Langstrecken-Weltmeisterschaft WEC sind entscheidende Testfelder, denn hier fördern die Verantwortlichen des Reglements technische Neuerungen gezielt.

Motorsport ist fester Bestandteil der Audi-DNA. Der R18, der WEC-Rennwagen für die ­Saison 2016, zeigt, welche dynamischen Potenziale im Hybridantrieb stecken.
Audi Q7 e-tron 3.0 TDI quattro

6,2 Sekunden von null auf 100 km/h, aber nur 1,8 Liter Verbrauch auf 100 Kilometer im NEFZ-Zyklus – der Q7 e-tron 3.0 TDI quattro bringt mit seinem Plug-in-Hybridantrieb das Beste aus zwei Welten zusammen.

Starke Beschleunigung, 230 km/h Höchst­geschwindigkeit und ein minimaler Ver­brauch im Fahrzyklus – 2016 rollt der vielseitige Audi Q7 e-tron 3.0 TDI quattro zu den Kunden. Der große SUV ist der weltweit erste Plug-in-Hybrid mit einem V6-TDI-Motor und quattro-Antrieb.

Der Dreiliter-Diesel und die E-Ma­schine geben zusammen 275 kW (373 PS) Systemleistung und 700 Nm Drehmoment ab. Der Elektromotor bringt alleine 94 kW und 350 Nm auf. Im rein elektrischen Be­trieb beträgt die Reichweite 56 Kilometer, mit dem 75 Liter großen Tank ist eine Ge­samt­reichweite von bis zu 1.320 Kilo­me­tern möglich.

Das Thermo­management­sys­­­­tem mit der integrierten Wärme­pumpe, die speziell für den Audi Q7 e-tron entwickelt wurde, nutzt die Abwärme der elektrischen Kom­ponenten. Audi bringt die­se Technologie als erster Hersteller weltweit in einem Plug-in-Hybridmodell in Serie. Die MMI Navigation plus arbeitet eng mit dem Hybridmanagement zusammen, und der Prä­diktive Effizienz­assistent hilft mit seinen Nahumfeld-Informationen beim Kraft­stoff­sparen. Auch diese beiden Systeme zahlen stark auf das Effizienz-Konto ein.

Audi RS 5 TDI competition concept

Der Technologie­träger ist eines der schnellsten und stärksten Dieselautomobile der Welt. Einen großen Beitrag dazu leistet sein  neu­artiger elektrisch angetriebener Verdichter.

Der RS 5 TDI competition concept basiert auf einer Studie, die Audi 2014 zum 25-jährigen Jubiläum des TDI-Motors vorgestellt hat. In der jüngsten Evolutionsstufe kommt der Dreiliter-TDI-Biturbo auf 320 kW (435 PS) und 800 Nm Drehmoment – genug, um in 4,0 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h zu sprinten. Im Sommer un­terbot der dänische Rennfahrer Nicki Thiim auf dem Sachsenring mit dem Audi RS 5 TDI competition concept, der 241 Kilo­gramm leichter baute als das Serien­mo­dell, die von Auto Bild Sportscars ermittelte Rekordzeit für Diesel-Autos um 1,87 Sekunden.

Als Schlüsselinnovation fungiert zu­sätzlich zu den beiden Abgas­turbo­ladern ein elektrisch angetriebener Ver­dichter (EAV). Ein kleiner Elektromotor mit sieben kW Leistung beschleunigt das Turbinen­rad in 250 Millisekunden bis auf 72.000 1/min. Dank der EAV-Tech­no­logie steht beim RS 5 TDI competition concept in jeder Fahr­situ­ation schnell hoher Ladedruck zur Ver­fü­gung.

Für die Energieversorgung nutzt der EAV ein 48-Volt-Teilbordnetz. Es ermög­licht die schnelle Übertragung von größeren elektrischen Energiemengen und ist ein wesentlicher Baustein in der Elektri­fi­zie­rungs­strategie von Audi.

Audi TT clubsport turbo concept

Mit der optisch und akustisch spektakulären TT-Technikstudie zeigt Audi, was der elektrisch angetriebene Verdichter (EAV) im Zusammenspiel mit einem TFSI-Motor zu leisten vermag. Der 2,5 Liter große Fünf­zylinder-Turbo, der 441 kW (600 PS) und 650 Nm Drehmoment abgibt, erledigt den Standardsprint in 3,6 Sekunden – speziell seine Anfahr-Performance ist gewaltig.

Im unteren Drehzahlbereich steigert der elektrisch angetriebene Ver­dichter das Drehmoment um bis zu 130 Nm. Er erhöht immer dann den Lade­druck, wenn für den konventionellen Abgasturbolader zu wenig Antriebs­ener­gie im Abgas zur Verfügung steht. Das erlaubt es, den herkömmlichen Lader stärker auf hohe Ladedrücke und ­da­mit auf hohe Motorleistung auszulegen. Der 2.5 TFSI baut seine Kraft ohne jede wahrnehmbare Verzögerung auf – sie steht beim Gasgeben in jeder Situation zur Verfügung.

Für die Stromversorgung des EAV sorgt ein eigenes 48-Volt-Teil­bord­netz. Eine kompakte Lithium-Ionen-Batterie im Ge­päckraum speichert die Energie, die im Schubbetrieb per Rekuperation gewonnen wird. Ein DC/DC-Wandler stellt den An­schluss zum 12-Volt-Bordnetz her.

 
 
Johannes Köbler (Text), Steven Pope (Illustrationen)

Bei Vollgas aus dem Stand heraus gewinnt der Audi TT clubsport turbo concept gegenüber einem kon­ventionellen ­Rivalen auf den ­ersten 2,5 Sekunden sechs Meter. Grund auch hier: die neue EAV-Technologie.
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