Der Antrieb des Audi A1 e-tronInnovatives Mega City Vehicle
Im Audi A1 e-tron ist die E-Maschine, ein Synchronmotor, quer im Bug platziert – ihre tiefe Einbaulage kommt dem Schwerpunkt zugute. Sie gibt 45 kW (61 PS) Dauerleistung ab, die kurzfristig nutzbare Spitzenleistung beträgt 75 kW (102 PS). Die 150 Nm Drehmoment stehen aus dem Stand zur Verfügung; der Drehmoment-Topwert liegt bei 240 Nm.
Die Kräfte des Elektromotors fließen auf ein einstufiges Getriebe, das sie auf die Vorderräder weiterleitet. Zur Wahl der Fahrstufen „Vor“, „Zurück“ und „Neutral“ dient ein eleganter, ausfahrbarer Wählhebel auf der Konsole des Mitteltunnels; er stammt aus dem ersten Audi e-tron.
Im Motorraum über der E-Maschine sitzt die Leistungselektronik. Ihre wichtigsten Bauteile sind der Pulswechsel-Umrichter, der als Regler zwischen Elektromotor und Batterie dient, der Gleichstromwandler, der das 14-Volt-Bordnetz an das Hochspannungsnetz ankoppelt, eine Schalteinheit zur Absicherung der Hochvolt-Komponenten sowie das Lade-Modul. Hinter den Ringen im Singleframe des Audi A1 e-tron liegt die Buchse für den Einheitsladestecker. Bei vollständig entladener Batterie dauert der Ladevorgang am 380 Volt-Netz etwa drei Stunden. Ein Display gleich neben dem Plug-In-Anschluss zeigt den aktuellen Ladezustand und die Restladezeit.
Das Konzept des innovativen Mega City Vehicles erfordert es, wichtige Nebenaggregate zu elektrifizieren. So ist unter anderem der Kühlmittelverdichter der Klimaanlage durch einen Hochvolt-E-Motor elektrisch und abhängig vom aktuellen Leistungsbedarf angetrieben. Das erhöht die Systemeffizienz deutlich gegenüber konventionellen Konzepten. Dank einer speziellen Schaltung fungiert der Klimakreislauf zugleich als Wärmepumpe, die den Innenraum und die Batterie temperiert.
Die Servolenkung des Audi A1 e-tron arbeitet elektro-mechanisch und damit besonders energieeffizient. Eine elektro-mechanische Bremsanlage erlaubt es, 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, also „brake by wire“. Außerdem entstehen beim ungebremsten Betrieb keine Reibungsverluste durch Restschleifmomente. Zusätzlich erhielt der Bremskraftverstärker eine neue, bedarfsgeregelte, elektrische Vakuumpumpe.
Die große E-Maschine, die den A1 e-tron antreibt, kann die Verzögerungsenergie in elektrischen Strom umwandeln und so ins Bordnetz zurückspeisen. Der hohe Rekuperationsgrad kommt der Gesamt-Effizienz zugute. Der Fahrer bemerkt die elektrischen Regelvorgänge nicht. Er spürt nur das vertraute, präzise und perfekt dosierbare Pedalgefühl.
Der Batterie-Pack: Ein kompaktes T in Unterflur-Anordnung
Der Energiespeicher ist unterflur angeordnet – dort, wo es für den Schwerpunkt und die Gewichtsverteilung ideal ist. Der Batterie-Pack hat die Form eines T. Der kurze „Längsbalken“ füllt den hinteren Teil des Mitteltunnels und der „Querbalken“ jenen Bereich vor der Hinterachse, der sonst dem Kraftstofftank gehört. Der Lithium-Ionen-Akku, der mit 380 Volt Spannung arbeitet, weist einen Nominal-Energieinhalt von 12 Kilowattstunden auf. Er besteht aus 96 prismatischen Zellen und wiegt weniger als 150 Kilogramm.
Mit der kräftigen Batterie kann der Audi A1 e-tron im Stadtverkehr 50 Kilometer weit emissionsfrei fahren. Auf längeren Strecken wird die Batterie von einem besonders kompakten Verbrennungsmotor nachgeladen, der unter dem Gepäckraum angeordnet ist.
Der Range Extender
Die Studie A1 e-tron hat einen Wankelmotor als Range Extender, wobei auch andere kompakte Konzepte denkbar sind. Der kleine Einscheiben-Wankel weist 254 cm3 Kammervolumen auf und läuft konstant mit 5.000 1/min Drehzahl im Bereich seines besten Wirkungsgrads. Bei Bedarf schaltet die Elektronik den Range Extender automatisch zu. Dabei werden auch Navigationsdaten wie Ziel- und Streckenprofil berücksichtigt. Individuell kann ihn der Fahrer mit einer Taste jederzeit zu- und abschalten, wenn die Gegebenheiten es erfordern. Zur Kraftstoffversorgung dient ein Tank mit 12 Liter Volumen.
Die großen Stärken des Wankelmotors sind der fast vibrationsfreie, leise Lauf, die geringen Abmessungen und das extrem niedrige Gewicht. Einschließlich des Generators, der vom Wankelmotor angetrieben wird und 15 kW elektrische Leistung produziert, wiegt die komplette Baugruppe nur etwa 70 Kilogramm. Die spezielle Leistungselektronik, die Ansaug-, Abgas- und Kühlanlage sowie die Dämmung und der Hilfsrahmen sind dabei ebenfalls enthalten.
