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Elektrifizierung der Antriebe bei Audi
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Audi arbeitet mit Hochdruck an der Elektrifizierung der Antriebe und an weitere Zukunftstechniken. Das breit angelegte Konzept soll alle erfolgversprechenden Techniklösungen zur Beantwortung der Mobilitätsfragen der Zukunft analysieren.

Der Autor Jürgen Goroncy ist freier Mitarbeiter der AutobilKONSTRUKTION

Der erste große Schritt der Marke mit den vier Ringen zur Elektromobilität wird der Q5 Hybrid Quattro sein, der 2011 auf den Markt kommt. Sein Parallelhybrid nutzt die Kraft eines 2.0 TFSI-Verbrennungs- und eines 33 kW starken Elektromotors, der von einer kompakten Lithium-Ionen-Batterie mit 1,3 kWh Energieinhalt gespeist wird. Damit entwickelt der Q5 Hybrid eine Leistung von 180 kW und ein Drehmoment von 480 Nm. Im elektrischen Modus kann der Hybrid-SUV mit maximal 60 km/h Tempo eine Strecke bis 3 km zurücklegen. Als Kraftstoffverbrauch geben die Ingolstädter weniger als 7,0 l/100km an, das wären knapp 160 g CO2/km. „Der Hybrid-Antriebsstrang des Q5 Hybrid ist ebenfalls ein Baustein des modularen Längsbaukastens“, erläutert Franciscus van Meel, Leiter Elektromobilitätsstrategie bei Audi. „Er ist somit auch für andere Modelle mit längs montiertem Motor, wie etwa den A8 und A6, eine Option.“
Fahren mit elektrischer Energie
Parallel zur Hybridtechnik entwickelt Audi auch Antriebe, die Fahrzeuge über längere Strecken ausschließlich elektrisch bewegen: die E-Tron-Modelle. Das erste Ausrufezeichen setzte im September 2009 auf der IAA in Frankfurt ein E-Tron-Konzeptfahrzeug mit insgesamt vier Elektromotoren und 230 kW Leistung. Sie beschleunigen den Sportwagen in 4,8 s von 0 auf 100 km/h, die elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit liegt bei 200 km/h. Der Lithium-Ionen-Akku mit 53 kWh Energieinhalt verspricht 250 km Reichweite. An der Steckdose ist er mit Starkstrom in etwa 2,5 h vollgeladen. Die vier Elektromotoren ermöglichen eine individuelle Ansteuerung der vier Räder.
Die nächste E-Tron-Studie wurde auf der Detroit Motor Show 2010 präsentiert: Ein kompakter Zweisitzer mit zwei E-Motoren an der Hinterachse, die gemeinsam 150 kW Leistung produzieren. Jüngstes Mitglied der Familie ist ein E-Tron Spyder, der auf dem Pariser Salon 2010 debütierte. Sein Akku lässt sich ebenfalls an der Steckdose laden; zwei E-Maschinen treiben mit zusammen 64 kW die Vorderräder an. Im Heck arbeitet ein 3-l-Dieselmotor mit Biturbo-Aufladung, 221 kW Leistung und 650 Nm Drehmoment. Schon 2012 wird Audi das erste Modell mit reinem Elektroantrieb, den Sportwagen E-Tron, in kleiner Serie auf die Straße bringen.
Für den urbanen Verkehr
Der A1 E-Tron hingegen ist schon Realität und startet Mitte 2011 zu einem Flottenversuch, an dem neben Audi auch die Projektpartner Eon, die Stadtwerke München und die TU München beteiligt sind. Konzipiert ist der A1 E-Tron für Ballungsräume; im Versuchsgebiet München werden dazu 200 Elektro-Ladestationen installiert. Den Antrieb übernimmt ein Elektromotor mit 45 kW Leistung, die Reichweite im Elektrobetrieb beträgt etwa 50 km. Als Besonderheit ist im Heck des A1 E-Tron ein kleiner Wankelmotor installiert, der quasi als Stromgenerator fungiert und die Batterie nachlädt, falls deren Ladung unter einen definierten Punkt sinkt. „Dieses Range Extender-Konzept vertreibt die Sorgen, die manche Kunden um die Reichweite haben“, ist sich van Meel sicher. „Im Range-Modus kann der A1 E-Tron weitere 200 km zurücklegen.“
Audi verfolgt mit der Entwicklung dieser Techniken einen ganzheitlichen Ansatz beim elektrischen Fahren. Der breite Denkansatz schließt alle praktischen Aspekte des elektrischen Fahrens ein. Er reicht von der Ladetechnik über das Thermo- und Energiemanagement von Akku und Aggregaten bis hin zur Betriebsstrategie, einschließlich der Bereiche Allradantrieb, Bremsen und Rekuperation.
Flankierend sucht man in Ingolstadt nach neuen Lösungen beim Leichtbau – ein Thema, das bei der elektrischen Mobilität höchste Bedeutung hat und schon seit langem als eine Kernkompetenz der Marke gilt. Die E-Tron-Modelle zeigen hier Möglichkeiten auf: Ihre Karosserien sind in Space Frame-Bauweise (ASF) gebaut und bestehen teilweise aus Karbon-Komponenten.
Hoher Einsatz
Innerhalb der Technischen Entwicklung bearbeiten derzeit über 400 Spezialisten das Themenfeld Elektromobilität. Sie werden dabei von vielen hundert Kollegen aus anderen Bereichen unterstützt. Die Mannschaft legt ihren Fokus auf den Serieneinsatz der neuen Technologien. Audi erweitert dieses Team mit hoher Geschwindigkeit um neue hoch qualifizierte Mitarbeiter.
Ein weiterer Beleg für die Ernsthaftigkeit der Ambitionen in Sachen Elektromobilität ist das neue Entwicklungs- und Prüfzentrum, das 2010 seinen Betrieb aufnahm. Audi hat 390 Arbeitsplätze auf vier Etagen geschaffen und 65 Mio. € in die Technik investiert. Van Meel: „Alle wichtigen Tätigkeitsfelder für Elektromobilität sind hier unter einem Dach zusammengefasst, die Kommunikation erfolgt auf kurzen Wegen. Im dritten und zweiten Obergeschoss liegen die Büro-Arbeitsplätze, an denen die Ingenieure die neuen Antriebsstränge entwickeln. In der ersten Etage sind die Labors, die Werkstätten und die kleineren Prüfstände angesiedelt. Im Erdgeschoss schließlich befinden sich die großen Prüfstände für Antriebsstränge und Gesamtfahrzeuge.“
Unabhängig davon fungiert das Projekthaus E-Performance als zusätzlicher „Think Tank“ von Audi. Diese relativ kleine Gruppe von Spezialisten kommt aus verschiedenen Disziplinen und pflegt enge Kontakte unter anderem auch zu externen Fachleuten. Eine Aufgabe dieser Vorausdenker ist ein Forschungsprojekt, ebenfalls unter dem Namen E-Performance, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Ziel ist, eine modulare Matrix von Komponenten für das elektrische Fahren zu entwickeln, die sich für verschiedene Fahrzeugkonzepte eignen – vom Klein- bis zum Sportwagen.
Antriebstechnik: vielfältig wie Kundenwünsche
Parallel zu diesen Aktivitäten untersucht Audi die Potenziale des Brennstoffzellenantriebs. Die Technikstudie Q5 HFC (Hybrid Fuel Cell) hat diese Technik an Bord und soll die Langstreckenfähigkeit der Elektromobilität voranbringen. Dafür nutzt das Konzeptfahrzeug Synergien und viele Technikkomponenten aus den künftigen Hybridmodellen. Zwei Hochdruck-Zylinder speichern Wasserstoff unter 700 bar Druck. Die Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM)-Brennstoffzelle leistet 98 kW. Eine Lithium-Ionen-Batterie mit 1,3 kWh Energieinhalt dient der Hybridisierung. Den Antrieb übernehmen zwei radnahe Elektromotoren mit zusammen 90 kW Spitzenleistung und 420 Nm Drehmoment. Der eingesetzte Wasserstoff wird in dieser Konfiguration über weite Betriebsbereiche mit einem Wirkungsgrad des Brennstoffzellenantriebs von über 50 % genutzt. Van Meel: „Vor einem möglichen Serieneinsatz sind hier jedoch außer diversen technischen und kaufmännischen Herausforderungen noch wichtige Fragen zu klären; sie betreffen die Versorgung mit Wasserstoff und seine Produktion unter energetischen Aspekten.“
Der breite Forschungsansatz von Audi hat laut van Meel seine Berechtigung, da die Ansprüche der Kunden an das elektrische Fahren sehr unterschiedlich sind. Neben den spezifischen Gegebenheiten der Märkte spiele vor allem der Einsatzzweck der Fahrzeuge die Hauptrolle. „Ein reiner Elektro-Pkw wird sich mittelfristig nur für kürzere Strecken bis etwa 200 Kilometer eignen. Ein Range Extender macht mittlere Distanzen möglich. Lange Strecken von 500 Kilometer und mehr werden die Domäne von Hybridantrieben sein, ob als konventioneller oder als Plug-in-Hybrid.“
Audi; Telefon: 0841 84-33869;

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