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15. August 2011

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Der Audi A6 hybrid - Kraftvoll und Effizient

Ingolstadt - Kraft wie ein V6, Verbrauch wie ein Vierzylinder – der Audi A6 hybrid, der 2012 auf den Markt kommt, bringt das Beste aus zwei Welten zusammen. Sein Benzinmotor, ein 2.0 TFSI, und die E-Maschine liefern kurzfristig 180 kW (245 PS) Systemleistung und 480 Nm Drehmoment. Trotz der hohen, spontanen Kraftentfaltung liegt der mittlere Verbrauch im Normzyklus unter 6,4 Liter pro 100 km. Die Limousine kann bis 100 km/h Geschwindigkeit rein elektrisch fahren und legt bei 60 km/h etwa drei Kilometer lokal emissionsfrei zurück.

Die Performance Der 2.0 TFSI und der Elektromotor des Audi A6 hybrid bilden ein paralleles Hybridsystem – sie sind unmittelbar hintereinander montiert. Die beiden Antriebe geben gemeinsam kurzfristig 180 kW (245 PS) Systemleistung und ein System­drehmoment von 480 Nm ab.

 

Die Limousine beschleunigt in 7,3 Sekunden von null auf 100 km/h. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 238 km/h. Im europäi­schen Norm-Fahrzyklus verbraucht der Audi A6 hybrid weniger als 6,4 Liter pro 100 km – das entspricht einer CO2-Emission von weniger als 146 Gramm pro km. Der 73 Liter große Tank gewährt eine große Reichweite. (Fahrleistungs- und Verbrauchswerte sind vorläufig)

Der Antrieb Der 2.0 TFSI im Audi A6 hybrid hat 1.984 cm3 Hubraum. Er leistet 155 kW (211 PS) und stellt von 1.500 bis 4.200 Touren sein maximales Drehmoment von 350 Nm bereit. In typischer Audi-Manier kombiniert der Vierzylinder drei schlag­kräftige Effizienztechnologien miteinander – die Benzindirekteinspritzung FSI, die Turboaufladung und das Audi valvelift system (AVS). Das AVS steigert die Leistung, das Drehmoment und die Effizienz weiter, indem es den Hub der Auslassventile je nach Last und Drehzahl in zwei Stufen umschaltet.

Für den Einsatz im Audi A6 hybrid erfuhr der 2.0 TFSI in mehreren Bereichen Modifikationen. Die Lichtmaschine als Nebenaggregat entfiel, die Lagerung der Kurbelwelle und das Feintuning des Turboladers wurden den neuen Ansprüchen angepasst. Ein Sekundärluftsystem am Zylinderkopf sorgt dafür, dass die Abgas­reinigung besonders rasch anspringt. Im Steuergerät des Motors ist der so genannte Hybridmanager integriert; er regelt den effizienten Wechsel und sanften Übergang zwischen den Betriebsarten und ist eine komplette Eigenentwicklung von Audi.

Als Kraftübertragung dient eine stark modifizierte Achtstufen-tiptronic, die ohne Drehmomentwandler auskommt. Seine Stelle nimmt der scheibenförmige Elektromotor ein. Er ist mit einer Lamellenkupplung kombiniert, die im Ölbad läuft; sie verbindet beziehungsweise trennt die E-Maschine und den TFSI. Von einem intelligenten Management kontrolliert, arbeitet die Kupplung in jeder Situation hochpräzise, sanft und schnell.

Das komfortabel und schnell schaltende Hybridgetriebe, das die Motormomente auf die Vorderräder leitet, trägt stark zur Effizienz des Audi A6 hybrid bei – seine Gänge sind weit gespreizt. Wenn der 2.0 TFSI deaktiviert ist, erhält eine elektri­sche Pumpe den Öldruck im hydraulischen System aufrecht; und sichert so die Komfort-Start-Stopp-Funktion.

Die Leistungselektronik und der Elektromotor Die Leistungselektronik, ein so genannter Pulswechselrichter, dient als Regler zwischen der Batterie, die Gleichstrom abgibt, und dem mit Wechselstrom betriebenen Elektromotor. Das Bauteil, das über einen eigenen Niedertemperatur-Kreislauf mit Wasser gekühlt wird, zeichnet sich durch geringes Volumen und Gewicht aus. In die Leistungselektronik ist ein DC/DC-Wandler integriert, der die Verbraucher im zwölf-Volt-Bordnetz an das Hochspannungsnetz ankoppelt und versorgt.

Eine permanent erregte Synchronmaschine (PSM) dient als Elektromotor, als Starter und – im Schubbetrieb und beim Verzögern – als Generator. Sie gibt kurzfristig bis zu 40 kW (54 PS) Leistung und 210 Nm Drehmoment ab. Die E-Maschine ist in den Kühlkreislauf des TFSI-Motors eingebunden.

Die Batterie Als Energiespeicher für den Elektromotor des Audi A6 hybrid fungiert ein Lithium-Ionen-Batteriesystem, das lediglich 36,7 Kilogramm wiegt. Der kompakte Akku, der nur 26 Liter Volumen aufweist, ist im kollisionsgeschützten Bereich unter dem Gepäckraum platziert; das Ladevolumen beträgt noch beachtliche 375 Liter. Dieses kann durch die serienmäßig umklappbaren Rücksitzlehnen auf bis zu 850 Liter erweitert werden. Die Batterie setzt sich aus 72 Zellen zusammen; bei 266 Volt Spannung beträgt ihre Nominalenergie 1,3 kWh und ihre Leistung 40 kW.

Die Lithium-Ionen-Batterie wird, je nach Anforderung, auf zwei Wegen mit Luft gekühlt. Bei niedriger thermischer Belastung bezieht sie über ein Gebläse temperierte Luft aus dem Fahrzeuginnenraum. Wenn ihre Temperatur über einen bestimmten Wert steigt, wird ein eigener Kältekreislauf aktiv. Er ist an die Klima­automatik des Audi A6 hybrid angekoppelt und nutzt einen separaten Verdampfer. Diese leistungsstarke aktive Kühlung trägt stark dazu bei, dass die Limousine relativ weite Strecken rein elektrisch zurücklegen kann.

Die Betriebsarten Der Fahrer kann selbst entscheiden, wie sich der Audi A6 hybrid bewegen soll – er kann über eine Taste auf der Mittelkonsole und über den Automatik-Wählhebel zwischen drei Fahrprogrammen wechseln. Das Kennfeld EV räumt dem elektri­schen Antrieb Vorrang ein, das Programm D steuert beide Motoren effizient. Der Modus S und die Tippgasse der tiptronic sind auf eine sportliche Fahrweise ausgelegt. Die Hybrid-Limousine kennt fünf Betriebszustände: Sie kann nur mit dem Verbrennungsmotor, alleine mit dem Elektroantrieb und im Hybridmodus fahren; zudem kann sie rekuperieren und boosten.

Im Stillstand sind beide Antriebsquellen deaktiviert. Bei diesem so genannten Komfort-Start-Stopp bleibt die Klimaautomatik aktiv – ihr Verdichter hat einen elektrischen Antrieb. Wenn der Fahrer die Bremse freigibt, rollt der A6 hybrid an. Er kann bis 100 km/h Geschwindigkeit elektrisch, also lokal emissionsfrei fahren. Bei konstant 60 km/h beträgt die mögliche Distanz drei Kilometer, genug für viele Wohngebiete und Innenstädte.

Wenn das Gaspedal über eine gewisse Schwelle hinaus betätigt wird, übernimmt der Verbrennungsmotor den Antrieb. Bei niedrigen Touren wird er zeitweise stärker belastet, als es zum Antrieb nötig ist – der Lastpunkt verschiebt sich in einen höheren Bereich, der Wirkungsgrad verbessert sich. Das überschüssige Moment kommt der Elektromaschine zugute, die jetzt als Generator arbeitet und die Batterie nachlädt sowie die Verbraucher speist.

Beim starken Gasgeben – beim „Boosten“ – arbeitet der E-Motor mit dem TFSI zusammen; bei Vollgas im Modus S steht kurzfristig die ganze Systemleistung zur Verfügung. Der Hybridantrieb liefert dann die Durchzugskraft eines großen Saugmotors, arbeitet jedoch ungleich effizienter.

Wenn der Fahrer vom Gas geht, arbeitet die E-Maschine wieder als Generator. Der TFSI ist hier in den allermeisten Situationen vom Antrieb abgekoppelt und generiert deshalb keine Schleppverluste. Der Strom, den der Elektromotor im Schubbetrieb und beim Bremsen zurückgewinnt, wird in der Lithium-Ionen-Batterie zwischengespeichert.

Wenn der Fahrer nur leicht bremst, übernimmt der Elektromotor die Verzögerung alleine; bei stärkeren Bremsungen wird parallel dazu das hydraulische Brems­system aktiv. Sein Bremskraftverstärker besitzt eine zweite Versorgung über eine elektrische Vakuumpumpe. Eine komplexe Regelstrategie passt die Bremsvor­gänge an die Bedingungen des elektrischen Fahrens und der Energie­rekuperation an. Als Servolenkung dient, wie überall in der A6-Familie, ein elektromechanisches Aggregat.

Die Bedienung Der Audi A6 hybrid hat ein Anzeigekonzept, das die Fahrzustände des Hybrid­antriebs erlebbar macht. Statt des Drehzahlmessers befindet sich ein Power­meter im Kombiinstrument, seine Nadel zeigt die Gesamtleistung des Systems auf einer Skala von null bis 100 Prozent an. Eine zweite Skala ist in farbige Segmente aufgeteilt – ihre grünen und orangefarbenen Abschnitte machen deutlich, mit welchem Antrieb die Limousine gerade unterwegs ist.

Angezeigt werden die Bereiche Fahrbereitschaft, Rekuperation, elektrisch Fahren, Boosten, und Zündung aus. Ein Zusatzinstrument visualisiert den Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie.

Parallel dazu präsentiert die Energieflussanzeige dem Fahrer übersichtlich die Funktionsweise und die beteiligten Komponenten des Hybridantriebs. Er kann die Anzeige über das Fahrerinformationssystem und über das Display der MMI Navigation plus abrufen. Der MMI Bildschirm bildet eine übersichtliche Balken­darstellung von Durchschnittsverbrauch und Rekuperationsmenge in Fünf-Minuten-Schritten ab.

Das Exterieur Der Audi A6 hybrid gibt sich durch dezente Differenzierungen am Exterieur zu erkennen. An der Heckklappe, an den Kotflügeln und in den Einstiegsleisten sind Hybrid-Schriftzüge angebracht. Als exklusive Lackierung steht der Ton Arktissilber zur Wahl. Die 17-Zoll-Gussräder sind im Zehn-Arm-Turbinen-Design gehalten – ihre zehn Speichen erinnern an Turbinenschaufeln. Die Reifen haben das Format 225/55 R17. Optional sind zweifarbig lackierte 18 Zoll Räder mit dem Format 245/45 R18 im gleichen, für die Hybrid-Fahrzeuge typischen, Design erhältlich.

Der Audi A6 hybrid basiert auf der bekannten A6 Limousine und nutzt die gleichen Leichtbautechnologien. Er wird mit 1.770 Kilogramm in seinem Wettbewerbsumfeld der leichteste Hybrid sein.

Photos: Audi

(16.07.2011)


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