Audi-Antriebstechnologien – Die Zukunft ist sportlich, sparsam und weitblickend

Für einen Hersteller von Premiumfahrzeugen wird es künftig nicht einfacher, sich von Volumenmarken abzusetzen und den verlangten Preisaufschlag zu rechtfertigen. Maßstäbe setzen können Audi, Mercedes, BMW und Co. vor allem im Bereich des Antriebs, wo die zunehmende Elektrifizierung neue Möglichkeiten eröffnet. Doch auch bei den konventionellen Verbrennungsmotoren sind bis 2020 noch weitere Einsparungen von bis zu 15 Prozent möglich, wie Heinz Hollerweger, bei Audi für die Entwicklung des Gesamtfahrzeuge zuständig, bestätigt.

Bei allen Anstrengungen, den Motor sparsamer und damit abgasärmer zu machen, darf eine Premiummarke auch die sportlichen Aspekte nicht vernachlässigen. So entwickelt Audi zum Beispiel einen neuartigen Biturbo-Motor. Dieses Aggregat hat neben einem normalen Abgasturbolader einen zweiten Verdichter, der elektrisch angetrieben wird. Damit lässt sich sehr viel schneller, schon bei niedrigen Drehzahlen und unabhängig von der verfügbaren Abgasenergie Ladedruck aufbauen.

In den meisten Fällen, wenn genügend Energie zur Verfügung steht, wird der kleine E-Motor nicht arbeiten müssen. Ist jedoch bei niedrigen Drehzahlen zu wenig Abgasdruck vorhanden, wird die Luft in den elektrischen Verdichter geleitet und dort ein zweites Mal verdichtet. Wir konnten den Effekt bei einer Probefahrt beobachten. Schon beim Anfahren spricht der elektrische Biturbo blitzschnell an und reißt das Testfahrzeug, einen A6 mit 3,0-Liter-Diesel (230 kW/313 PS) geradezu nach vorne. Schaltet man den Biturbo per Knopfdruck ab, arbeitet der Motor mit dem normalen Abgasturbolader  – und man meint trotz des immer noch üppigen Drehmoments auf den ersten Metern geradezu zu stehen. Audi beziffert den Vorsprung bei einer Anfahrt aus dem Stand nach drei Sekunden auf zwei Fahrzeuglängen. Leider wird es noch ca. drei Jahre dauern, bis sich der noch in der Vorentwicklung befindliche elektrische Biturbo in einem Serienfahrzeug auftauchen wird.

Einen entscheidenden Zwischenschritt hin zur reinen Elektromobilität markiert das Hybridfahrzeug. Bisher wird der Elektromotor allerdings fast ausschließlich dazu eingesetzt, den Verbrennungsmotor zu unterstützen bzw. bei einigen Modellen, wie etwa dem Toyota Prius, um sehr kurze Strecken bis zwei Kilometer auch rein elektrisch zurückzulegen. Nun kommen allerdings nach und nach immer mehr Plug-in-Hybride auf den Markt, die dank einer größeren Batterie und der Möglichkeit des externen Stromnachladens (Plug-in) höhere elektrische Reichweiten realisieren, zum Beispiel im neuen Prius Plug-in bis zu 25 Kilometer.

Audi arbeitet in der Vorentwicklung an einem Plug-in-Konzept, das eine weitaus höhere Reichweite erlauben soll. Beim sogenannten Dual-Mode werden ein Verbrennungsmotor, zwei E-Motoren und ein einstufiges Getriebe zu einem schlanken Antriebslayout zusammengefasst.

Als Verbrennungsmotor arbeitet ein 1,5-Liter-Benzindirekteinspritzer mit drei Zylindern, der es auf eine Leistung von 95 kW/130 PS bringt und der 200 Nm Drehmoment entwickelt. Der Motor ist mit einem E-Aggregat verbunden, das in erster Linie als Starter und Generator fungiert. Für den elektrischen Antrieb ist ein weiterer E-Motor zuständig, der eine Leistung von 85 kW/116 PS aufbietet und 250 Nm entwickelt. Die Systemleistung dieser Kombination beträgt 130 kW/177 PS.

Die Zahlen machen bereits deutlich, dass es sich hier um eine sportliche Form eines Plug-in-Hybriden handelt. So beschleunigt der A1 e-tron mit diesem Antrieb in unter neun Sekunden auf 100 km/h. Neben dem damit verbundenen Fahrspaß ist aber auch die rein elektrische Reichweite überzeugend: Bis zu 90 Kilometer sollen sich so zurücklegen lassen. Selbst wenn das ein theoretischer Wert ist, sollten 60 Kilometer allemal möglich sein. Für die meisten Menschen mehr als genug, um rein elektrisch zum Arbeitsplatz oder zum Einkaufen und wieder zurück zu fahren. Auch hier ist mit einem Serieneinsatz allerdings frühestens in drei Jahren zu rechnen.

Ein drittes Vorentwicklungsprojekt von Audi hört auf den etwas sperrigen Namen „Prädiktiver Effizienzassistent“ (PEA). Dahinter verbirgt sich, einfach ausgedrückt, das Ziel, Streckeninformationen aus dem Navigationssystem für das Antriebsmanagement zu nutzen. So weist PEA den Fahrer zum Beispiel darauf hin, wenn er auf einer Steigung mit dem Ausrollvorgang beginnen, also vom Gas gehen kann. Dies ist sinnvoll, wenn hinter der Kuppe ein Tempolimit beginnt oder ein Ortschild steht. Der Fahrer muss so nicht oder weniger stark bremsen – und damit geht beim konventionellen Fahrzeug weniger kinetische Energie verloren.

Bei Hybridfahrzeugen wird der Verbrennungsmotor im Rollmodus abgetrennt und abgeschaltet, nur die E-Maschine bremst, um die Batterien aufzuladen. Dies könnte künftig auch bei normalen Antrieben möglich sein. Audi arbeitet an einem System, bei dem durch Gaswegnahme der Motor ebenfalls deaktiviert und erst bei Bedarf wieder über einen Riemen-Startergenerator wieder angelassen wird. Dabei beziehen Bauteile wie die Lenkung, die Klimaanlage oder der Bremskraftverstärker ihre Energie aus einem 48-Volt-Bordnetz, um so ihre Leistungsfähigkeit auch bei abgeschaltetem Motor sicherzustellen.

Zusammen mit dem PEA lassen sich mit dem iHEV genannten Freilauf deutlich längere Strecken ohne Einsatz des Verbrennungsmotors zurücklegen. Im Vergleich zu einem normalen Fahrzeug soll allein dieses System laut Audi bis zu zehn Prozent Treibstoffersparnis bringen.