Elektro-Studie zeigt Lösungen für die Zukunft

Mit der Technikstudie A3 e-tron auf Basis eines A3 Sportback zeigt Audi mögliche Serienlösungen bei kompakten Elektrofahrzeugen. Den Antrieb des A3 e-tron übernimmt ein Synchronmotor, der bis zu 16.000 Touren pro Minute schafft. Die wassergekühlte E-Maschine ist 65 Kilogramm schwer und gibt 60 kW (82 PS) Dauerleistung ab. Kurzzeitig, beispielsweise zum Überholen, stehen 136 PS bereit. Das maximale Drehmoment liegt bei 270 Newtonmeter. Die Kraft wird von einem einstufigen Getriebe an die Vorderräder übertragen.

Unterbringung am Wagenboden
Als Energiespeicher dient eine Lithium-Ionen-Batterie. Sie speichert 26,5 kWh Energie und wiegt 300 Kilogramm. Die Spannung beträgt 380 Volt. Der Stromspeicher ist in mehreren Blöcken unter dem Gepäckraumboden, unter der Rücksitzbank und im Mitteltunnel untergebracht. Diese Aufteilung sorgt dafür, dass der Ladeboden nur etwa drei Zentimeter höher liegt als beim Serienmodell des A3 Sportback quattro. Der Gepäckraum der Studie fasst 265 Liter, beim Serienmodell sind es 370 Liter

Wasserkühlung: Gleichbleibende Temperatur
Die 30 Module, aus denen die Batterie aufgebaut ist, werden von Wasser umströmt. So wird die Temperierung des Akkus im Bereich zwischen 20 bis 55 Grad Celsius gehalten, außerdem kann die Temperatur in 180 einzelnen Zellen auf einem gleichmäßigen Niveau gehalten werden. Beide Faktoren steigern die Performance: Die Batterie soll über einen langen Zeitraum viel Leistung aufnehmen und abgeben können.

Akku heizt Innenraum
Die Abwärme des Akkus dient zur Beheizung des Innenraums. Bei tiefen Temperaturen hilft dabei ein elektrisches Heizelement. Es ist in das Hochspannungsnetz eingebunden. Wenn es warm ist, wird eine Klimaanlage mit einem elektrisch angetriebenen Kompressor aktiv. Weil sie – ähnlich wie das Heizelement – durch ihren Energiebedarf die Reichweite verringert, sucht Audi nach geeigneten Lösungen für die Klimatisierung. Dabei stehen eine CO2-neutrale Ethanol-Zusatzheizung, eine kleine Brennstoffzelle und eine Wärmepumpe im Fokus.

Aufladen an der Haushaltssteckdose
Die Leistungselektronik ist in direkter Nähe zur E-Maschine im Motorraum untergebracht. Sie wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom um. Somit kann der A3 e-tron mit einer 230-Volt-Haushaltssteckdose verbunden werden. Nach etwa neun Stunden ist die Batterie wieder voll, mit 400-Volt-Drehstrom dauert es rund vier Stunden.

140 Kilometer Reichweite
Mit einer Batterieladung kommt der 1.592 Kilogramm schwere A3 e-tron laut Audi etwa 140 Kilometer weit. Der Spurt auf 100 km/h ist in 11,2 Sekunden erledigt, bis zur 60-km/h-Marke vergehen 5,3 Sekunden. Die Höchstgeschwindigkeit wird bei 145 km/h elektronisch begrenzt.

Drei Fahrprogramme
Über eine so genannte Fahrprofiltaste kann der Fahrer zwischen drei Programmen wählen. Sie heißen ,dynamic", ,auto" und ,efficiency" und werden im Display zwischen den Instrumenten angezeigt. Im Modus ,dynamic" liefert der Elektromotor seine ganze Leistung, auch die Klimaanlage kann hier voll aktiv werden. In der Betriebsart ,auto" werden beide Systeme etwas zurückgeregelt, um die Reichweite zu erhöhen. Im Modus ,efficiency", der auf maximale Reichweite ausgelegt ist, leistet die E-Maschine höchstens 50 kW (68 PS). Die Klimaanlage läuft auf Sparflamme, die Höchstgeschwindigkeit ist auf 110 km/h begrenzt. In den Programmen auto und efficiency kann aber jederzeit die volle Leistung des Elektromotors abgerufen werden – ein einfacher Kickdown genügt.

Vier Rekuperationsstufen
Darüber hinaus kann der Fahrer den Grad der Energierückgewinnung in den Brems- und Schubphasen selbst steuern. Vier Rekuperations-Stufen stehen zur Wahl, sie werden über den Getriebe-Wählhebel oder über zwei Wippen am Lenkrad aktiviert. In der niedrigsten Stufe kann der A3 e-tron ,segeln", also frei rollen, wenn der Fahrer vom Fahrpedal geht. In der höchsten Stufe verzögert er kräftig, hier arbeitet der Elektromotor als Generator. Wenn der Fahrer auf die Bremse tritt, versorgt ein elektromechanisch angetriebener Bremskraftverstärker die hydraulischen Radbremsen mit Druck. Auch in dieser Situation fungiert die E-Maschine als Generator und gewinnt Energie zurück.

Powermeter zeigt Leistung des Elektroantriebs
Ähnlich wie der 2011 erscheinende Audi Q5 Hybrid hat der Technikträger Audi A3 e-tron ein so genanntes Powermeter an Bord. Es zeigt die Leistung des Elektroantriebs auf einer Skala von null bis 100 Prozent an und informiert den Fahrer über den Grad der Rekuperation. An Zusatzinstrumenten lassen sich die Reichweite und der Ladezustand der Batterie ablesen.

Ladevorgang am iPhone steuern
Das Energiemanagement kann mit einer speziellen App über das iPhone gesteuert werden. Damit lassen sich nicht nur verschiedene Ladeprofile aus der Ferne steuern, sondern auch die Klimaanlage während des Ladens einschalten – das spart wertvollen Batteriestrom unterwegs. Die App dient auch als Orientierungshilfe, sie navigiert den Fahrer zu seinem Auto, etwa wenn es auf einem großen Parkplatz steht.

Audi A3 e-tron