Technik – Plug-in-Hybrid Audi A6 50/55 TFSIeVorsprung durch Technik

Joshua Hildebrand

 · 29.01.2021

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Foto: Stefan Bau, Audi

Lokal emissionsfrei, effizient und alltagstauglich: Audis Plug-in-Hybrid-Antriebe für Q5, A6 und A7. Wir erklären die komplexe Technik anhand des 299 PS starken A6 50 TFSIe mit besonders kultiviertem Zweiliter-Ottomotor

Klassischer Verbrennungsmotor oder rein elektrischer Antrieb? Diese Frage dürften sich Autokäufer derzeit verstärkt stellen. Doch zum Glück muss man sich nicht zwischen beiden Welten entscheiden, sondern kann beides haben. Der Plug-in-Hybrid-Antrieb, kurz PHEV, ist nämlich eine weitere Antwort auf die Glaubensfrage moderner Mobilität. Hier trifft ein konventioneller Verbrennungsmotor auf einen modernen Elektromotor. Inzwischen in vielen Fahrzeugmodellen als Antriebsoption erhältlich, sticht vor allem die A6-Baureihe von Audi heraus – erst recht, wenn das Fahrzeug in Misanorot Perleffekt lackiert ist – eine Randnotiz. Doch das eigentliche Alleinstellungsmerkmal ist der Antrieb: Der A6 ist erhältlich als sportiver Top-PHEV namens 55 TFSIe sowie als Komfort-orientierter 50 TFSIe. Letzterer bereichert seit einigen Monaten unseren Dauertester-Fuhrpark und vereint das Beste aus zwei Antriebswelten: Audi kombiniert nicht wie so oft einen 1.4er-Motor, sondern einen sehr kultivierten Zweiliter-Turbo-Vierzylinder (TFSI) mit einer E-Maschine. Die Energie erhält der Elektromotor aus einer 14,1 kWh großen Lithium-Ionen-Batterie, die übrigens unter dem Gepäckraumboden verbaut ist. Wie bei allen Plug-in-Hybrid-Modellen ist der E-Motor des Hybrid-Antriebsstranges in das 7-Gang-S-tronic-Getriebe integriert. Das Hybrid-Modul besteht aus der E-Maschine und einer Trennkupplung, die den TFSI-Motor mit dem Triebstrang verbindet. Die Trennkupplung liegt direkt vor dem Getriebe und arbeitet so seidenweich, dass der Fahrer ein Umschalten von reinem E-Antrieb und Verbrennermotor kaum bemerkt.

Verlagssonderveröffentlichung

Der 2.0-TFSI-Motor leistet 252 PS (5.000 bis 6.000 U/min) und wird mit von der im Siebengang-S-Tronic integrierten, bis zu 105 kW starken E-Maschine bereichert. In Summe kommt der teilelektrisierte Audi auf starke 299 PS und 450 Nm. Da dieses Drehmoment bereits ab 1.250 Umdrehungen anliegt und auch von der Charakteristik der E-Maschine abhängt (volles Drehmoment liegt quasi sofort an), gibt es auch keine Anfahrschwäche zu verzeichnen. Probleme, die Kraft auf die Straße zu bekommen, kennt der Audi ebenfalls nicht. Denn alle Q5-/A6-/A7-Modelle mit deisem PHEV-Antrieb haben serienmäßig einen auf Effizienz optimierten Quattro-Allradantrieb mit Ultra-Technologie an Bord. Das bedeutet, dass der Hybrid-A6 vorrangig frontgetrieben unterwegs ist. Auf Bedarf schalten sich die Hinterräder zu, sodass kaum ein Unterschied zu permanenten Systemen spürbar ist. Somit beschleunigt die Limousine binnen 6,2 Sekunden auf Tempo 100. Das Schöne: Dank Verbrenner gibt es zum einen keine Topspeed-Beschränkung (wie bei vielen Elektroautos) – der A6 50 TFSIe ist bis zu 250 km/h schnell –, zum anderen gibt es keine Reichweiten-Probleme. Rund 40 Kilometer sind in der Praxis rein elektrisch möglich, insgesamt locker über 700 Kilometer.

Wer bremst, gewinnt

Das volle Potenzial entwickelt das System im Zusammenspiel beider Antriebe: Der Elektromotor kann lokal emissionsfrei als alleiniger Antrieb genutzt werden oder den Verbrenner mit einer zusätzlichen Boost-Leistung unterstützen. Ebenso dient der Elektroantrieb als Generator für Rekuperation, der kinetische Energie in elektrische umwandelt und in der Lithium-Ionen-Batterie mit einer Kapazität von 14,1 kWh und einer Spannung von 385 Volt speichert. Dieser Akku ist in 104 sogenannte Pouch-Zellen aufgebaut, die in acht Module zusammengefasst sind. Der Kühlkreislauf ist jeweils in den Niedertemperatur-Kreislauf integriert, der die E-Maschine und die Leistungselektronik versorgt. Jene wandelt den Gleichstrom der Hochvolt-Batterie in Drehstrom für die E-Maschine um. Beim Rekuperieren macht sie genau das Gegenteil. Wer bremst, verliert also nicht, sondern gewinnt bis zu 80 kW Leistung zurück. Die E-Maschine übernimmt alle leichten Verzögerungen, was bei uns für die meisten Alltagssituationen ausreicht. Bei mittleren Bremsungen teilt sich die E-Maschine die Aufgabe mit den hydraulischen Radbremsen, die erst jenseits einer Verzögerung von 0,4 g allein zum Einsatz kommen. Dabei wurde der A6 50 TFSIe so aufwendig abgestimmt, dass der Übergang zwischen Generator-Bremse der E-Maschine sowie der konventionellen Radbremse, auch „Blending“ genannt, nicht spürbar ist. Der Druckpunkt bleibt immer konstant und gut definierbar. Zudem gibt es noch die Möglichkeit der Schub- rekuperation. Das bedeutet, dass die E-Maschine beim Schubbetrieb aktiv ist und bis zu 25 kW rekuperiert, sofern das System erkennt, dass es energetisch sinnvoller ist als der Segelbetrieb.

Rekuperieren ist zwar eine Möglichkeit, den Akku zu laden, allerdings lässt sich der PHEV auch an einer Ladesäule (400 Volt Drehstrom) mit bis zu 7,4 kW Leistung in 2,5 Stunden wieder vollladen. An der haushaltsüblichen Steckdose mit 230 Volt dauert dieser Vorgang mit 6,5 Stunden ein bisschen länger – hier empfiehlt sich eine heimische Wallbox.

Ein souveränes, elektrisches Fahrerlebnis, noch dazu lokal emissionsfrei, ein einfaches Lademanagement und eine hohe Alltagstauglichkeit – diese drei Faktoren waren das Ziel bei der Entwicklung des Audi A6 TFSIe. Grundlage für das häufige und ausdauernde elektrische Fahren ist das ausgefeilte Antriebsmanagement. Es entscheidet etwa darüber, wann rein elektrisch gefahren, rekuperiert, oder im Leerlauf bei deaktivertem Verbrennungsmotor gesegelt wird. Wesentlich hierfür ist die Zuhilfenahme verschiedener Fahrzeugsensoren, Streckendaten und Routeninformationen.

Cleveres Hybridmanagement

Das Hybridmanagement des A6 50 TFSIe ist auf maximale Effizienz und Komfort ausgelegt und wählt automatisch die optimale Betriebsstrategie. Dabei stehen drei Modi zur Verfügung: „Auto“ (Standard bei aktiver Routenführung), „EV“ und „Hold“ . Der EV-Modus ist die Grundeinstellung bei jedem Fahrzeugstart und treibt das Auto rein elektrisch an, sofern man den variabel spürbaren Druckpunkt im Fahrpedal nicht überschreitet. Der „Hold“-Modus steuert das Antriebsmanagement so, dass der vorhandene Ladestand der Batterie gehalten wird – etwa für rein elektrische Fahrten in urbanen Gebieten. Darüber hinaus kann der Fahrer über den Schalter das Fahrdynamiksystems Audi Drive Select die Fahrmodi „Comfort“, „Efficiency“, „Auto“ und „Dynamic“ wählen. Je nach Einstellung ändern sich beim Beschleunigen die Schwellen, ab denen beide Antriebe zusammenarbeiten oder der Elektromotor den Boost und damit das maximale Drehmoment liefert.

Die Ingolstädter setzen beim A6 50 TFSIe zudem auf ein ausgefeiltes Antriebsmanagement, das durch seine hohe Effizienz und dessen Rekuperationsleistung auffällt – somit bedarf es keiner größeren Batterie. Technologische Herzstücke der PHEV-Modelle sind der Prädiktive Effizienzassistent (PEA) und die Prädikative Betriebsstrategie (PBS). Ziel dieser Systeme ist es, die im Akku gespeicherte, elektrische Energie durch ein vorausschauendes Antriebs- und Rekuperationsmanagement möglichst effizient zu nutzen und viel kinetische Energie in den Akku zurückzuführen. Der PEA regelt das Antriebs- und Rekuperationsverhalten situativ auf unmittelbare und naheliegende Parameter der Streckendaten. Dazu zählen vorausliegende Ortsschilder, Kreuzungen, Kreisverkehre, die Topografie mit Kurven, Steigungen und Gefällen, bekannte Tempolimits, aber auch vom Radarsensor erfasste, vorausfahrende Fahrzeuge. Die PBS wiederum kontrolliert den Antrieb und die Rekuperation entlang der gesamten Streckenplanung, sofern die Zielführung aktiviert ist. Denn neben den Navigationsdaten werden auch die Informationen der Fahrzeugsensorik ausgewertet. Daraus wird eine Grobplanung für die ganze Strecke und eine Feinplanung für die vorausliegenden Kilometer erstellt. Der Fahrer erhält dann Hinweise, wenn er etwa den Fuß vom Gas nehmen soll. Parallel dazu wird eine vorausschauende Rekuperation eingeleitet. Dass der A6 „mitdenkt“, merkt man auf Reisen mit Navigation. Die letzten Kilometer versucht er – sofern möglich – stets rein elektrisch abzuhandeln. Dazu wird ein Teil der Ladung reserviert, beziehungsweise der Akkustand auf der Langstrecke erhöht.

Apropos reisen: Der Audi A6 50 TFSIe vereint alle wichtigen Attribute: komfortabel, kraftvoll, kultiviert, sparsam. Vergessen darf man auch nicht die staatliche Förderung von PHEVs sowie eine günstigere Besteuerung im Falle eines Firmenwagens … Ja, dieser A6 macht richtig Sinn!