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4 E-Motoren - 230 kW - 4.500 Nm: Der Audi e-tron

Am Dienstag, 15. September 2009, enthüllte Audi sein Highlight der IAA 2009: den e-tron, einen Hochleistungssportwagen mit reinem Elektroantrieb. Vier Motoren - je zwei an der Vorder- und Hinterachse - treiben mit 230 kW und 4.500 Newtonmetern Drehmoment die Räder an. Dabei ist der e-tron in der Lage, die starken Momente seiner vier Elektromotoren nach Bedarf zwischen den Rädern zu verteilen. So beschleunigt der Zweisitzer in 4,8 Sekunden von 0 auf 100 km/h, seine Höchstgeschwindigkeit ist zugunsten der Reichweite auf 200 km/h begrenzt. Der wassergekühlte Lithium-Ionen-Akku stellt einen real nutzbaren Energieinhalt von 42,4 kWh bereit und erlaubt laut Audi eine Reichweite von etwa 248 Kilometer.
Aufgeladen wird der Energiespeicher über Kabel und Stecker mit Haushaltsstrom (230 V, 16 A), die Steckdose liegt unter einem Deckel am Heck. Die Ladezeit bei entladener Batterie beträgt sechs bis acht Stunden, mit Starkstrom (400 V, 63 A) sinkt sie auf circa 2,5 Stunden. Um den Komfort beim Laden zu erhöhen, arbeiten die Audi-Ingenieure an einer kabellosen Lösung. Die induktive Ladestation, die in der heimischen Garage oder auch in speziellen Parkhäusern liegen kann, wird beim Andocken des Fahrzeugs automatisch aktiviert. Die Batterie wird nicht nur stationär versorgt, sondern auch während der Fahrt via Rekuperation.

Wie bei einem Mittelmotorsportwagen ist die Kabine des e-tron weit in Richtung Vorderachse verschoben, so bleibt vor der Hinterachse Raum für die rund 470 Kilogramm schwere Batterieeinheit, für den Umrichter und die Leistungselektronik. Die beiden Elektromotoren, die über eine eigene Kühlung verfügen, sitzen hinter der Hinterachse. Die Front-Elektromotoren liegen an der Vorderachse, ihre Kühlung ist vor ihnen angeordnet. Dieses spezielle Package - die Gewichtsverteilung liegt bei 42:58 - soll für perfekte Balance sorgen.

Die reguläre Verteilung der Antriebsmomente ist klar zugunsten der Hinterachse ausgelegt - entsprechend der Gewichtsverteilung des e-tron. So gelangen rund 70 Prozent der Kräfte nach hinten, 30 Prozent nach vorn. Wenn an einer Achse Schlupf auftritt, lässt sich diese Balance dank der vier zentral gesteuerten Elektromotoren variabel ändern. Die vier einzelnen Motoren machen es möglich, auch die Querdynamik des e-tron intelligent zu steuern. Ähnlich wie das Sportdifferenzial bei serienmäßigen quattro-Fahrzeugen erlauben sie das so genannte "torque vectoring", also das gezielte Beschleunigen einzelner Räder. Unter- und Übersteuern lassen sollen nicht nur mit individuellem Bremseneingriff, sondern auch durch einen millisekundengenauen Leistungsschub kompensieren lassen.

Die Karosseriestruktur der Studie basiert auf der Audi Space Frame-Technologie (ASF) und wurde in Hybridbauweise gefertigt. Alle Anbauteile - Türen, Klappen, Seitenwände und Dach - bestehen aus faserverstärktem Kunststoff. So beträgt das Gesamtgewicht des Audi e-tron etwa 1.600 Kilogramm. Die Kombination aus Aluminium und Kohlefaser-Verbundwerkstoff, die höchste Steifigkeit bei geringem Gewicht garantieren soll, wird Audi nach eigenen Angaben in ähnlicher Form bald auch für die Serienproduktion nutzen.

Verzögert wird der Elektrosportwagen mithilfe von vier leichten Keramik-Bremsscheiben, wobei die elektromechanische Bremsanlage es erlaubt, das Rekuperationspotenzial der Elektromotoren zu nutzen: An der Vorderachse sind hydraulische Festsättel, an der Hinterachse sind zwei neuartige elektrisch betätigte Faustsättel montiert - sie werden ohne mechanische oder hydraulische Übertragungselemente betätigt, sondern per Kabel ("brake by wire"). Außerdem entstehen beim ungebremsten Betrieb keine Reibungsverluste durch Restschleifmomente. Aufgrund der Entkopplung vom Bremspedal können die Elektromotoren des e-tron die komplette Verzögerungsenergie in elektrischen Strom umwandeln und zurückgewinnen. Erst bei höheren Verzögerungen wird die elektromechanische Bremsanlage aktiviert.

Um die Effizienz und damit die Reichweite zu steigern, setzen die Ingolstädter Ingenieure auf eine Wärmpumpe, die den Innenraum beheizt. Für die Kühlung des Innenraums steht eine Klimaanlage bereit; in Zusammenarbeit mit dem Thermomanagement kümmert sie sich auch um die Temperierung der Hochvoltbatterie, der Leistungselektronik und der Elektromotoren.

Sowohl der Effizienz, als auch der Sicherheit soll die Car-to-X-Kommunikationstechnologie nutzen. Beispielsweise dienen Informationen über die Schaltung der Ampel und über den Verkehrsfluss - von der Infrastruktur und von anderen Fahrzeugen vermittelt - zur Berechnung einer optimalen Fahrstrategie. Audi hat eine solche Lösung bereits in seinem Projekt "travolution" in Ingolstadt im Modell durchgespielt.
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