Audi A1 e-Tron – elektrisch fahren mit dem Mega City Vehicle (MCV)

Audi baut die neue e-tron-Modellreihe auf dem Genfer Automobilsalon weiter aus: Der Audi A1 e-tron ist ein Mega City Vehicle (MCV) mit innovativer Antriebstechnologie. Für emissionsfreie Stadtfahrten hält er einen kräftigen Elektromotor bereit. Zusätzlich ist ein Verbrennungsmotor an Bord, der die Batterie im Ausnahmefall nachlädt. Dank der Spitzenleistung seiner E-Maschine von 75 kW (102 PS) fährt sich der A1 e-tron überaus agil.

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Die Technik des Audi A1 e-tron

Die Modellfamilie e-tron von Audi ist wenige Monate alt, und doch hat sie schon einige Gesichter. Dabei nutzt Audi ganz unterschiedliche Technikkonzepte. Der erste e-tron, der 2009 auf der IAA in Frankfurt/Main stand, ist ein seriennaher Hochleistungssportwagen mit Elektromotoren für alle vier Räder. Bei der Studie der Detroit Motor Show in 2010 handelt es sich um einen leichten, kompakten Zweisitzer mit zwei E-Maschinen an der Hinterachse.

Der A1 e-tron präsentiert jetzt einen weiteren Ansatz – ein kompaktes Elektro­auto in der Premium-Klasse. Das viersitzige, zweitürige Stadtauto MCV ist speziell für den täglichen Einsatz in Ballungsräumen konzipiert, beispielsweise in Europa, Nordamerika und den stürmisch wachsenden Megacitys Asiens und Südamerikas. Der Audi A1 e-tron fährt immer mit Elektroantrieb. Sein Verbrennungsmotor dient lediglich dazu, die Batterie in Einzelfällen nachzuladen.

Die Integration der neuen Technologien zeigt den ganzheitlichen Ansatz, den Audi beim elektrischen Fahren verfolgt. Hinter den drei e-tron-Modellen steht bereits ein breit gefächerter, modular aufgebauter Technologiebaukasten. Das Ziel lautet, die Energie mit möglichst geringen Verlusten zu nutzen. Das präzise Zusammenspiel der Komponenten, ihr intelligentes Packaging und das effiziente Management der Stromflüsse zeigen die Technikkompetenz von Audi auf diesem Gebiet.

Um die Batterie, den Elektromotor und die Leistungselektronik in ihren jeweils idealen Temperaturfenstern zu halten, hat Audi ein eigenes Thermomanagement entwickelt.

Der E-Motor: 75 kW (102 PS) Spitzenleistung

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, und 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, wie er schon im ersten Audi e-tron eingebaut war.

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 Kältemittelverdichter 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.

Das Fahrerlebnis

Der erste Eindruck, den der Fahrer im Audi A1 e-tron gewinnt, ist nahezu völlige Stille. Selbst der Wankelmotor im Heck ist kaum zu hören, wenn er in Betrieb ist.

Die zweite charakteristische Wahrnehmung ist die Kraft der E-Maschine, die praktisch aus dem Stand heraus voll zur Verfügung steht und den Audi A1 e-tron kraftvoll nach vorne schiebt. Das innovative Mega City Vehicle, das trotz seiner komplexen Antriebstechnik nur 1.190 Kilogramm wiegt, bietet emissionsfreien Fahrspaß auf moderne, durchdachte Art. Die Beschleunigung von null auf 100 km/h dauert 10,2 Sekunden, die Höchstgeschwindigkeit liegt bei über 130 km/h.

Wenn der Range Extender die Batterie lädt, absolviert der Audi A1 e-tron auch längere Etappen. Die zusätzliche Reichweite, die vor allem für den Überland­verkehr gedacht ist, beträgt 200 km.

Nach dem Normentwurf ergibt sich aus den beiden unterschiedlichen Betriebs­arten ein Kraftstoffverbrauch von gerade einmal 1,9 l/100 km, er entspricht einer CO2-Emission von 45 g/km. Im elektrischen Betrieb liegt der unmittelbare CO2-Ausstoß bei null – der kompakte A1 e-tron fährt so ökologisch wie ökonomisch.

Der dritte Eindruck, den der A1 e-tron vermittelt, ist der eines Autos aus einer größeren Klasse. Der kompakte Zweitürer bringt alle Stärken der neuen Audi A1-Baureihe mit – das sorgfältig abgestimmte, sportliche Fahrwerk mit eigens designten 18 Zoll-Leichtmetallrädern und Reifen der Dimension 215/35 R18, den großzügigen, erwachsen wirkenden Innenraum, die exzellente Verarbeitungsqualität und eine Vielzahl an Highend-Ausstattungsfeatures.

Im Innenraum dominiert der dunkle Farbton „soul“, die Sitze – mit felsgrauen Nähten – und der Dachhimmel sind im Ton „Alabasterweiß“ gehalten.

Das Design

Die Studie in Genf hat eine Sonderlackierung im Farbton „Aquamint perleffekt“, der Dachkontrastbogen ist in der Farbe „High Gloss Steel dunkel“ abgesetzt. Die 18-Zoll-Räder mit 20 Speichen im Turbinen-Design vermitteln, so wie bei den anderen beiden e-tron-Modellen auch, den technischen Anspruch des Konzepts.

Im Heckdiffusor mit Aluminiumspange fehlen die Abgasendrohre. Dies betont die Fahrzeugbreite und signalisiert den geringen Schadstoffausstoß. Beide vorderen Kotflügel ziert der Schriftzug „e-tron“.

Im Interieur sind die Türfelder und die Mittelkonsole in der Außenfarbe „Aquamint perleffekt“ gehalten. Der Schalthebel erhielt ein spezielles, leder-ummanteltes Design, der Start-Stop-Knopf wurde in der e-tron-typischen Ausführung im vorderen Bereich der Mittelkonsole platziert.

Die Batterieabdeckung im Vorderwagen sowie das unter einer Glasscheibe im Kofferraum inszenierte Range Extender-Aggregat mit Kühlrippen unterstreichen auch optisch die saubere Technologie im A1 e-tron. Und da ein neuartiges Antriebeskonzept auch ein neues Informationsmanagement erfordert, wurde in der Studie ein frei programmierbares Kombiinstrument mit virtueller Anzeigefläche und innovativem Anzeige- und Bedienkonzept umgesetzt.

Quelle & Bilder: Audi

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