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Audi e-tron am Pikes Peak (2018)

So holt sich der Elektro-Audi Energie zurück

Audi bringt mit dem e-tron bald sein erstes reines Elektroauto an den Start. Der SUV soll natürlich mit einer Batterieladung möglichst weit kommen. Deshalb haben die Ingenieure ein besonders feines Rekuperationssystem ausgetüftelt. Wir sind eine Rekuperationstestfahrt den Pikes Peak hinunter mitgefahren.

08.08.2018 Holger Wittich, Gerd Stegmaier, Gregor Hebermehl

Um kurz vor 6:00 Uhr geht die Sonne gerade auf und hier oben fühlen sich vier Grad Celsius wegen des heftigen Windes noch viel kälter an: Wir sind auf dem 4.302 Meter hohen Gipfel des Pikes Peak. Gleich steigen wir in den neuen noch getarnten Audi e-tron, um auf der über 20 Kilometer langen Bergabstrecke dessen Rekuperationsfähigkeiten zu testen.

Audi e-tron Foto: Tobias Sagmeister
Vier Grad Celsius und starker Wind um kurz vor 6:00 Uhr auf dem 4.302 Meter hohen Gipfel des Pikes Peak. Gleich geht es für Redakteur Gregor Hebermehl mit dem e-tron auf eine der längsten Abfahrten der Welt.

Oben auf dem Berg ist die Batterie des e-tron noch zu 70 Prozent geladen. Seine laut Hersteller 400 Kilometer maximale WLTP-Reichweite schafft der SUV auch, weil er durch Rekuperation seine Reichweite um bis zu 30 Prozent erhöht. Dafür haben die Ingenieure ein Integriertes Brems-Regelsystem entwickelt. Diese sechs Kilogramm leichte Einheit gehört im e-tron zu den Steuergeräten mit den meisten Schnittstellen. Sie enthält unter anderem die mit einem Quad-Core-Prozessor arbeitende Rekuperationssteuerung und einen Hydraulikkolben. Das Integrierte Brems-Regelsystem erkennt, welche Art zu bremsen gerade die Beste ist und nimmt entsprechende Regelungen vor. Schließlich hat Audi beim e-tron drei Rekuperationsarten kombiniert: eine per Schaltwippen in drei Stufen (0 bis 2) einstellbare manuelle Schubrekuperation, eine per Menü anwählbare automatische Schubrekuperation und die Bremsrekuperation mit laut Hersteller fließendem Übergang zwischen elektrischem und hydraulischem (Reibbremsen per Bremsscheiben) Verzögern. Das klassische Reibbremsen erledigen innenbelüftete 18-Zoll-Scheiben mit Sechskolben-Festsattelbremse vorn und Einkolben-Schwimmsattel hinten.

Audi e-tron Foto: Tobias Sagmeister
Per Schaltpaddle lässt sich die Rekuperationsstärke in drei Stufen zwischen null und zwei einstellen.

Bremspedal-Simulator

Bisher gibt es kein rekuperierendes Elektroauto, das beim Bremsen ein klar definiertes sauberes Bremsgefühl vermittelt – der Übergang von Rekuperation zum Reibbremsen ist immer deutlich zu spüren. Das soll beim e-tron vorbei sein: Dank Brake-by-Wire sind Bremspedal und Hydraulik nicht mehr direkt miteinander verbunden. Nach Angaben von Marko Hörter, bei Audi Projektleiter für das Integrierte Bremssystem, gehörte die Regelung für den fließenden Übergang von Rekuperations- zu Reibbremsung zu den größten Herausforderungen. Die bei heftigen Bremseingriffen hydraulischer Anlagen erzeugten ABS-Impulse gelangen nun auch nicht mehr in die rechte Fußsohle des Fahrers. Allerdings lässt uns Audi auf der 31 Kilometer langen und zirka 1.900 Höhenmeter überwindenden Bergabfahrt vom Pikes Peak nicht hinters Steuer. Wir sind dazu verdammt, vom Beifahrersitz aus Hörters Bremsfuß zu beobachten – und können tatsächlich keinen Pedalimpuls wahrnehmen. Ob Audi wirklich einen perfekten Bremspedal-Simulator hinbekommen hat, können wir natürlich erst im Fahrbericht klären.

Wir rollen weiter den Pikes Peak hinunter. Bis zu einer Beschleunigung von 0,3 g kann der e-tron per Rekuperation bremsen, darüber hinaus braucht er die Reibbremse. Laut Audi deckt diese Regelung 90 Prozent aller Bremsvorgänge ab – selbst wer das Bremsen dem adaptiven Abstandstempomaten überlässt, muss nicht auf die Energierückgewinnung verzichten. Dabei übernimmt der dann als Generator arbeitende Frontmotor ein Viertel und der ebenso als Generator fungierende Heckmotor drei Viertel der Rekuperationsarbeit.

Automatisches Rekuperieren mit Navi-Daten

Wer per Schaltpaddle die Rekuperationsstufe null anwählt, wird mit schleppmomentfreiem Segeln belohnt. Stufe eins sorgt für moderates Rekuperieren im Schubbetrieb und Stufe zwei ist für das sogenannte One-Pedal-Driving da: Nimmt der Fahrer den Fuß vom „Gaspedal“, sorgt die Rekuperation in den meisten Fällen für eine ausreichende Verzögerung. Zudem gibt es einen per Menü im zentralen Mulitmediabildschirm anwählbaren Automatik-Modus: Dieser orientiert sich an den Navi-Daten und bremst den e-tron beispielsweise in engen Kurven angemessen per Rekuperation ab. Aber es gibt auch Fahrzustände, bei denen keine Rekuperation vorgesehen ist: Bei Geschwindigkeiten von zehn km/h abwärts sorgt alleine die Reibbremse für Verzögerung und auch bei einem ESP-Eingriff haben die Entwickler einem stabilen Fahrzustand zuliebe auf Rekuperation verzichtet. Bei einer Vollbremsung rekuperiert das System allerdings zusätzlich, weshalb zwischen dem Einleiten der Verzögerung und dem Anliegen des maximalen Bremsdrucks zwischen Belägen und Scheiben nur 150 Millisekunden vergehen – das ist doppelt so schnell wie bei herkömmlichen Bremssystemen und verkürzt den Bremsweg um knackige 20 Prozent. Sollte der Strom ausfallen, öffnen sich spontan Ventile und das Pedal ist direkt über eine hydraulische Verbindung mit den Bremsen verbunden. Als maximale Verzögerung gibt Audi für den e-tron 1,2 g an. Entwickelt hat Audi dieses in der Automobilindustrie bisher einzigartige System zusammen mit Zulieferer Continental – es soll aktuell den besten Wirkungsgrad bei der Rückgewinnung von Energie erzielen.

Kalte Bremsscheiben nach hitziger Kurvenfahrt

Nach fast elf Kilometern Serpentinen-Abfahrt halten wir auf Höhe des Besucherzentrums Glen Cove an. Eine Rangerin kommt mit einem Infrarot-Thermometer in der Faust aus ihrer Holzhütte und misst die Temperatur unserer Bremsscheiben: zwölf Grad Celsius. Bei der ersten Abfahrt einen Tag zuvor klopfte die Rangerin noch ungläubig gegen ihr Thermometer, als sie den Wert sah, erzählt Hörter. Schließlich kommen hier schwere SUV gerne mit 140 Grad heißen Bremsen an und müssen dann zum Abkühlen auf den Parkplatz abbiegen. Auch Modelle des unmittelbaren Elektroauto-Konkurrenten Tesla hat die Rangerin schon gemessen – und deutlich höhere Temperaturen festgestellt. Dabei muss erwähnt werden, dass 140 Grad warme Bremsen bei Fachleuten als eher kalt und komplett unproblematisch gelten. Die Nationalpark-Verwaltung am Pikes Peak ist nur besonders vorsichtig und winkt jeden mit einer Bremsentemperatur von um die 300 Grad Fahrenheit (149 Grad Celsius) heraus. Die hydraulischen Reibbremsen des e-tron waren mit ihren 12 Grad Celsius also bisher kaum in Aktion – und da dies auch im Alltagsbetrieb so sein wird, bremst der e-tron ab und zu trotz der Möglichkeit zur Rekuperation mit seinem hydraulischen System. Dadurch bleibt die Oberfläche der Bremsscheiben frei von Schmutz und Rost.

Audi e-tron Foto: Tobias Sagmeister
Mandatory Brake Check (verpflichtende Brems-Kontrolle): Hier wird die Bremsscheiben-Temperatur der den Pikes Peak herunterfahrenden Fahrzeuge gemessen.

Motoren

Der neue e-tron kann auch sehr dynamisch unterwegs sein: Seine beiden Asynchronmotoren an Vorder- und Hinterachse bringen es auf eine Systemleistung von bis zu 300 kW (408 PS). Der Frontmotor ist mit 125 kW (170 PS) 247 Nm dabei, der hintere generiert 140 kW (190 PS) 314 Nm Drehmoment. Die Peak-Leistung ist 60 Sekunden lang abrufbar. Zudem gibt es bei „Vollgas“ in der Fahrstufe S noch eine bis zu acht Sekunden andauernde Boost-Funktion. Dann generiert der vordere Elektromotor 135 kW (184 PS) bei 309 Nm Drehmoment und der hintere 165 kW (224 PS) bei 355 Nm. In unter sechs Sekunden boostet das SUV von der Größe eines langen Q5 auf Tempo 100, die Höchstgeschwindigkeit ist auf 200 km/h begrenzt. Der geräumige Innenraum bleibt dank ausgeklügelter Dämmmaßnahmen während der Fahrt immer ausgesucht leise. Beim Rasen hilft der niedrige Luftwiderstandsbeiwert von 0,28. Damit die mit bis zu 13.300/min drehenden Rotoren der E-Maschinen nicht zu heiß werden, werden sie von einer Kühlflüssigkeit durchströmt. Dadurch ist die Temperatur auf maximal 180 Grad begrenzt. Bis zu drei Kilowatt der Verlustleistung nutzt das System zum Aufheizen und Klimatisieren des Innenraums – dies soll zusätzliche Reichweitenvorteile von bis zu zehn Prozent bringen.

Energie-Überschuss

Zum Schluss noch ein Schmankerl für Theoretiker: Was passiert eigentlich, wenn der e-tron oben auf einem Berg komplett geladen wird und dann rekuperierend wieder talwärts fährt? In diesem Spezialfall arbeiten die Motoren als Wirbelstrombremse und die überschüssige Energie wird als Wärme abgeführt.

Audi e-tron Foto: Tobias Sagmeister
Auf der 31 Kilometer langen Abfahrt vom Pikes Peak werden 1.900 Höhenmeter überwunden.

Optional: Außenkameras ohne toten Winkel

Optional virtuelle Außenspiegel in Form von Außenspiegel-Kameras haben im e-tron Weltpremiere – vom serienmäßig mit Außenspiegel-Kameras ausgerüsteten VW XL1 entstand zwischen 2014 und 2016 schließlich nur eine 250 Exemplare umfassende Kleinserie. Beim e-tron reduzieren die Kameras die Fahrzeugbreite um 15 Zentimeter. Ihre flachen einklappbaren Träger integrieren je eine kleine Kamera. Die Bilder, die sie aufzeichnen, erscheinen auf OLED-Displays im Übergang zwischen Instrumententafel und Tür. Die totwinkelfreien virtuellen Außenspiegel lassen sich für verschiedene Fahrsituationen anpassen und können dadurch die Sicherheit erhöhen. Im MMI-System sind drei Ansichten wählbar – für die Autobahn, das Abbiegen und das Parken. In der Seitenansicht des Viertürers fallen die fast waagerechte untere Fensterlinie auf, außerdem die kräftig ausgestellten Kotflügel und die starken Einzüge in den unteren Bereichen der Türen. Am Ende der sich leicht neigenden Dachlinie ist ein Dachkantenspoiler platziert. Eine Reling ziert ebenfalls den e-tron Quattro.

Audi e-tron Foto: Tobias Sagmeister
Kein toter Winkel mehr: Optional gibt es anklappbare Außenkameras. Deren Bild wird über einem in den Türen sitzenden Bildschirm angezeigt.

Das Heck präsentiert sich mit schmalen Leuchten, die weit in die Klappe reichen. Dazu kommen ein adaptives Luftfederfahrwerk, ein vollflächig verkleideter Unterboden sowie aktive Luftklappen in der Front. In den Radhäusern drehen sich 19-Zoll-Felgen mit 255/55er Reifen.

Audi e-tron Quattro wiegt über 2 Tonnen

Die Abmessungen des Serienmodells betragen 4.901 mm in der Länge, 1.935 mm in der Breite und 1,616 mm in der Höhe. Das Kofferraumvolumen reicht von 615 bis 1.725 Liter.

Die Batterie des Audi e-tron hat 396 Volt Nominalspannung. Sie besteht aus 36 Zellmodulen in quaderförmigen Aluminium-Gehäusen, die etwa so groß sind wie ein Schuhkarton. Jedes Modul beinhaltet zwölf Pouch-Zellen, die eine flexible Außenhülle aus Aluminium-beschichtetem Kunststoff besitzen. Sie sollen eine lange Lebensdauer bei gleichzeitig hoher Energie- und Leistungsdichte garantieren. Zudem können sie laut Audi über breite Temperatur- und Ladezustandsfenster kontinuierlich und reproduzierbar Strom abgeben und aufnehmen. Und sie lassen sich so dicht packen, dass sie das im Hochvolt-Batteriesystem vorhandene Volumen bestmöglich nutzen, sind sich die Entwickler sicher. Audi will künftig in seinem Modulkonzept technisch gleichwertig ebenso prismatische Zellen einsetzen, um von mehreren Lieferanten Batterien beziehen zu können.

Das Batteriesystem ist ein flacher, breiter Block unter der Passagierzelle zwischen den Achsen – gut für den Schwerpunkt, denn das Gesamtgewicht des Systems inklusive der Gehäusewanne mit den aufwändigen Crashstrukturen liegt bei rund 700 Kilogramm. Mit 2,28 Meter Länge, 1,63 Meter Breite und 34 Zentimeter Höhe hat es etwa die Dimensionen wie die dicke Matratze eines überlangen aber schmalen Doppelbetts. Über dem hinteren Bereich der ersten Ebene sitzt eine zweite, kleinere Ebene mit Zellmodulen. Die liegt damit unter der Rücksitzbank des Audi e-tron. Ein aufwendiges Temperaturmanagement sorgt dafür, dass der Akku immer auf Idealtemperatur gehalten wird.

Schnellladen mit bis zu 150 kW oder mit 11 bis 22 kW

Auf Langstrecken sollen Schnellladestationen die Reisegeschwindigkeit hoch halten. Ende 2018 wird es in Europa nahezu 200 solcher High-Power-Charging (HPC)-Stationen mit jeweils sechs Ladepunkten geben, ist sich Audi sicher – in Deutschland ist es aktuell erst eine. Dafür haben der Volkswagen-Konzern mit Audi und Porsche, die BMW Group, die Daimler AG und die Ford Motor Company das Gemeinschaftsunternehmen Ionity gegründet. An dessen leistungsfähigen DC-Säulen kann der Audi e-tron mit bis zu 150 kW laden. Damit ist er laut Hersteller in weniger als 30 Minuten bereit für die nächste Langstrecken-Etappe – eine leere Batterie dürfte in dieser Zeit etwa rund 70 kWh aufgenommen haben, wäre also zu etwa 80 Prozent voll – was etwa 320 Kilometern Reichweite entsprechen würde. Bis 2020 sind 400 Standorte an Autobahnen und Hauptverkehrsachsen in je 120 Kilometer Entfernung geplant.

Audi e-tron Foto: Tobias Sagmeister
Das dem e-tron-Fahrer zur Verfügung stehende Ladenetz wird gerade ausgebaut.

Neben dem Laden mit Gleichstrom an DC-Säulen kann der Audi e-tron unterwegs auch mit Wechselstrom an AC-Säulen laden oder zu Hause – standardmäßig mit bis zu 11 kW, optional mit 22 kW. Für Letzteres braucht der Elektro-SUV allerdings ein optionales zweites Ladegerät an Bord. Zum Anschluss an die Ladesäule dient das ebenfalls serienmäßige, sechs Meter lange Mode-3-Ladekabel. Etwa 95 Prozent aller vorhandenen Ladepunkte in Europa entsprechen aktuell diesem Standard.

Was kostet der Audi e-tron Quattro?

In Deutschland wird er e-tron Quattro nach offizieller Audi-Mitteilung ab 80.000 Euro beginnen. Vergleich mit dem Jaguar I-Pace: Dessen Preise starten bei 77.850 Euro, bestellbar ist das E-SUV seit März 2018. Über 25.000 Reservierungen sollen bereits vorliegen. Audi will schon 2019 mit dem e-tron Quattro Sportback nachlegen.

Fazit

Der neue Audi e-tron holt sich während der Fahrt, wann immer es geht, Energie zurück – und das auf eine ausgeklügelte Weise. Mehr als 70 Prozent seiner Antriebskraft soll der SUV so zurückgewinnen können. Bei einer WLTP-Reichweite von 400 Kilometern ist dies auch nötig, um mehr als nur den umweltbewussten Stadtfahrer von dem SUV zu überzeugen. Dass es den Ingenieuren gelungen zu sein scheint, das elektroautotypische undefinierte Bremsgefühl weg zu entwickeln, ist ein weiterer Pluspunkt. Auf unserer Fahrt den Pikes Peak hinab hat der e-tron auf einer der längsten Abfahrtsstrecken der Welt pro Kilometer Fahrt tatsächlich einen Kilometer an Reichweite hinzugewonnen. Somit dürfte sich der elektrische SUV nicht nur in der Stadt und auf dem Land, sondern auch gerade in den Bergen wohl fühlen.

Neuester Kommentar

Schade dass sie beim Bearbeiten von cw*a so schnell die Form eingefroren haben für den Fertigungsanlauf, da wär noch mehr zu holen. Bin schon gespannt wie das Ding gegen model-x, i-pace & die MB-Kiste für 2019 abschneidet wennse auf den Markt kommt. In der größten Krise der Unternehmensgeschichte können sie anscheinend gute Nachrichten gebrauchen...

Quartett-werte für e-Autos die ich mir in einem Vergleichstest wünschen würde: 0-50/0-80/0-100 in x sec & y mal hintereinander (soundsoviel °C); ___km Reichweite nach xyz-Testverfahren; x-y KW/km nach xyz-Testverfahren

(irgendwer davor hat bei einem Vergleich den e-pace genommen -> das ist ein verbrenner, der Jaguar i-pace wiegt min. 2208kg laut https://www.jaguar.de/jaguar-modelle/i-pace/specifications/index.html)

L_QS_B 21. August 2018, 01:04 Uhr
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