Audi treibt die Elektrifizierung seiner Autos konsequent voran

Audi treibt die Elektrifizierung seiner Autos konsequent voran – auch neben den neuen Hochvolt-Modellen. Die neuen Mildhybride werden auf breiter Front in die Modellpalette einziehen – in zehn Jahren wird Audi alle Verbrennungsmotoren mit dieser Technologien anbieten. Das aktuelle 12‑Volt-Bordnetz und vor allem das neue 48‑Volt-Netz bieten viele Möglichkeiten, das Fahren noch sportlicher, komfortabler und effizienter zu machen. Der Audi Q8 sport concept zeigt einen Blick in die Zukunft und kündigt die Ära der Mildhybride bei Audi an. 

Der Antriebstrang für ein hocheffizientes Kraftpaket

Die Architektur des Antriebssystems im neuen Audi Q8 sport concept ist revolutionär: Audi kombiniert erstmals einen 331 kW (450 PS) starken 3.0 TFSI-Sechszylindermotor mit einem elektrisch angetriebenen Verdichter und einem wirksam rekuperierenden Mildhybrid-System. Der zwischen Kurbelwelle und Getriebe platzierte Startergenerator sorgt für die Rekuperation und arbeitet umgekehrt bei Bedarf als zusätzlicher Elektromotor. Das 48-Volt-Bordnetz ermöglicht die Stromversorgung. 

Für den Kunden hat das mehrere Vorteile: Die per Rekuperation gewonnene elektrische Energie lässt sich bei Bedarf für die Leistungssteigerung nutzen. Mit den 20 kW Leistung des Elektromotors erstarkt der Antrieb beim Boosten – dem gemeinsamen Betrieb von Verbrennungsmotor und E-Maschine – auf 350 kW und mobilisiert ein Drehmoment von 700 Nm. Nachdrückliche Beschleunigung aus jedem Geschwindigkeits- und Drehzahlbereich heraus ist das Resultat.

Die im Heck unter dem Gepäckraum platzierte Lithium‑Ionen‑Batterie mit 0,9 kWh Energieinhalt ermöglicht im Stop&Go-Verkehr das langsame Mitrollen bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor, ebenso wie Rangieren und Einparken mit rein elektrischem Antrieb. Beim Bremsen lädt die wirksame Rekuperation mittels 20 kW starkem Startergenerator die Batterie rasch wieder auf, so dass sich der elektrische Antrieb immer wieder einsetzen lässt.

Einen Zusatzschub verleiht dem Audi Q8 sport concept der elektrisch angetriebene Verdichter (EAV), der zusätzlich zu den beiden Abgas-Turboladern den Dreiliter-Sechszylindermotor mit Frischluft versorgt. Der EAV unterstützt die Lader immer dann, wenn ihnen das Abgas zu wenig Energie für raschen Kraftaufbau liefert. Damit ermöglicht er dem V6-Benziner ein verzögerungsfreies Beschleunigen, das bislang Selbstzündern oder Elektromotoren vorbehalten blieb. Ein Erfolgsrezept, das bereits im Serien-Audi SQ7 eindrucksvoll wirkt.

Der EAV ist in einem Bypass hinter dem Ladeluftkühler, also nah am Motor platziert. Statt des Turbinenrads integriert er eine kompakte E-Maschine. Sie beschleunigt das Verdichterrad des Motors in weniger als 250 Millisekunden auf 70.000 Umdrehungen pro Minute. Mit Unterstützung des EAV steht die Kraft des 3.0 TFSI beim Gasgeben stets spontan bereit, auch bei niedrigen Drehzahlen. Beim Anfahren gewinnt der SUV sofort mehrere Meter Vorsprung auf die Konkurrenz. Die EAV-Technologie vermeidet bei komfort-orientierter Fahrweise unnötig viele Rückschaltungen und hält dadurch das Drehzahlniveau niedrig. Sportliche Fahrer werden die Überhol-Power und die spontane Kraftentfaltung am Kurvenausgang schätzen.

Der Antrieb des Audi Q8 sport concept mit V6 TFSI und zusätzlichem Elektromotor bietet die Performance eines veritablen Achtzylinders – und dies beim Verbrauch eines genügsamen Vierzylinders. Denn der Verbrauch reduziert sich gegenüber einem vergleichbaren Motor ohne Mildhybrid-System um mehr als einen Liter pro 100 km – trotz einem Leistungsplus von 20 kW. Die Gesamtreichweite des Audi Q8 Sport concept beträgt bei einem 80-Liter-Tank mehr als 1.200 Kilometer.

Stufenplan: Der Elektrifizierungsbaukasten von Audi
In etwa zehn Jahren wird Audi alle neuen Modelle – die einen Verbrennungsmotor haben – mit den neuen Mild-Hybridisierungsumfängen ausrüsten. Für den Weg dorthin gilt ein Stufenplan. Bereits 2016 startete das 48‑Volt-Teilbordnetz im SQ7 TDI, das auch den elektrisch angetriebenen Verdichter an Bord hat. Die erhöhte Spannungslage dient vor allem Dynamik und Fahrspaß. Der Generator arbeitet noch auf 12‑Volt-Basis, ein DC/DC-Wandler verbindet das 12‑Volt-Netz und das 48‑Volt-Teilbordnetz miteinander.

Die nächste Ausbaustufe ist für 2017 geplant, wenn der Mildhybrid auf 48‑Volt-Basis eingeführt wird. Das 12‑Volt-Netz ist nun über einen leistungsfähigen DC/DC-Wandler an das 48‑Volt-Netz angekoppelt, das jetzt zum Haupt-Bordnetz avanciert und von einem 48‑Volt-Riemen-Starter-Generator gespeist wird. Der dafür notwendige Lithium-Ionen-Akku ist in etwa so groß wie eine große Bleibatterie. Für das Thermomanagement genügt eine Luftkühlung.

Mildhybrid: Hohe Antriebseffizienz auf 48‑Volt-Basis Audi bietet für jedes neue, elektrifizierte Modell eine maßgeschneiderte Lösung. Die wichtigsten Bausteine sind eine Lithium-Ionen-Batterie mit 10 Ah Kapazität und eine 48 Volt E-Maschine die als Riemen-Starter-Generator ausgeführt ist und zugleich als Anlasser dient. Der Riemen-Starter-Generator macht neue Funktionen möglich. Die Start-Stopp-Phase kann schon bei etwa 15 km/h Restgeschwindigkeit beginnen. Wenn der Fahrer bei höherem Tempo vom Gas geht, segelt das Auto für kurze Zeit mit deaktiviertem Motor. Mit maximal 12 kW ist die Rekuperationsleistung erheblich – zusätzlich kann der Generator den Verbrennungsmotor mit bis zu 6 kW unterstützen. Dadurch lässt sich der TDI oder TFSI näher an seinem idealen Lastpunkt betreiben. Dementsprechend hat der Riemen-Starter-Generator auf 48‑Volt-Basis das Potenzial, den Verbrauch bis zu 0,7 Liter pro 100 Kilometer zu senken.

Welche weiteren Features die Kunden erwartet und wie die Vernetzung des Antriebsstrangs mehr Komfort und Effizienz ermöglicht, erfahren Sie im Vortrag der AUDI AG: „Der Audi 48 Volt Mildhybrid – Systemintegration mit maximalem Kundennutzen“ im Juli 2017. 

Autor des Artikels

Oguz Eksi
AUDI AG
www.audi.com