Audi future lab: mobility

Quelle: Audi Presseservice

Ingolstadt, 17.09.2012
Audi future lab: mobility

Die Mobilität der Zukunft wird sehr vielfältig sein: Audi wird für jeden Kunden auf jedem Markt das richtige Antriebskonzept zur richtigen Zeit anbieten. Dafür entwickelt die Marke ein breites Portfolio neuer Technologien – bei den TDI- und TFSI-Motoren, bei den Hybridantrieben und bei den elektrifizierten Fahrzeugen, den Audi e-tron-Modellen.

Audi future engines
Die Mobilität der Zukunft wird sehr vielfältig sein: Audi wird für jeden Kunden auf jedem Markt das richtige Antriebskonzept zur richtigen Zeit anbieten. Dafür entwickelt die Marke ein breites Portfolio neuer Technologien – bei den TDI- und TFSI-Motoren, bei den Hybridantrieben und bei den elektrifizierten Fahrzeugen, den Audi e-tron-Modellen.

Der Verbrennungsmotor wird seine vorrangige Bedeutung im Automobil noch lange Zeit behaupten. Die TDI- und TFSI-Aggregate sind die klassischen Säulen der Marke mit den Vier Ringen, hier baut sie ihre Führungsposition weiter aus. Schon in den vergangenen Jahren hat Audi auf beiden Technikfeldern große Fortschritte erzielt; derzeit unterbieten mehr als 100 Modellvarianten die Emissions-Marke von 140 Gramm CO2 pro Kilometer, 33 Varianten bleiben sogar unter 120 Gramm. Auch künftig werden weitere große Effizienz-Potenziale erschlossen – ohne Abstriche am emotionalen Fahrerlebnis.

Ein Beispiel für die Innovationskraft von Audi ist der elektrisch unterstützte Turbolader für die TDI-Motoren, der elektrische Biturbo. Bei den TFSI-Motoren wird zukünftig das „Rightsizing“ von entscheidender Bedeutung sein. Hinter dem Begriff verbirgt sich ein Bündel innovativer Technologien zur Optimierung von Ottomotoren, die in den nächsten Jahren Verbrauchs-senkungen von 15 Prozent erzielen werden. Weiteres Potential erschließt der prädiktive Effizienzassistent. Durch intelligente Nutzung der Navigationsdaten erlaubt er es länger zu segeln, d.h. den Motor vorausschauend abzuschalten, und somit Kraftstoff zu sparen.

Ein dritter Eckstein für die Mobilität der Zukunft ist die Elektrifizierung des Antriebs. Die neuen Hybridmodelle – der A6 hybrid, der A8 hybrid und der Q5 hybrid quattro – sind bereits heute auf der Straße. Sie überzeugen durch ihre hohe Effizienz und ihre elektrische Reich-weite, die bis zu drei Kilometer beträgt.

Der nächste große Schritt sind Autos, die längere Strecken rein elektrisch zurücklegen und an der Steckdose geladen werden können – die e-tron-Modelle. Hier entwickelt Audi gleichzeitig in viele Richtungen. Der Bogen spannt sich vom City-Kompakten mit Range Extender über den seriell-parallelen Plug-in-Hybrid (Dual-Mode Hybrid) bis hin zum rein elektrisch angetriebenen Hochleistungssportwagen - dem Audi R8 e-tron, der Ende des Jahres auf die Straße kommt.

Für Audi ist die Elektrifizierung eine entscheidende Schlüsseltechnologie – die Marke mit den Vier Ringen denkt hier den Vorsprung durch Technik weiter und interpretiert ihn neu. Die Ingenieure erarbeiten unter Hochdruck sämtliche Aspekte der Technologiekette. Dabei geht es etwa um neuartige Speichertechnologien, um intelligente Betriebsstrategien oder um den elektrifizierten Allradantrieb – den e-tron quattro, wie ihn das Forschungsprojekt
e performance in einer Technikstudie realisiert hat.

Das Ziel sind Fahrzeugkonzepte ohne Kompromisse, die maximalen Nutzen bieten und alle Stärken der Marke vermitteln. Auch in einem elektrisch angetriebenen Audi werden Faszination und Emotion den Charakter bestimmen. Schon ab 2014 wird die Marke mit den Vier Ringen ihre ersten Plug-in-Hybridmodelle anbieten. Mittelfristig soll die e-tron-Technologie zu einer tragenden Säule des Unternehmens heranwachsen. Im Jahr 2020 will Audi der führende Premiumhersteller von Elektrofahrzeugen sein.

Schon jetzt hat die Marke demonstriert, welche dynamischen Potenziale im elektrischen Antrieb stecken – mit dem Weltrekord des R8 e-tron auf der Nürburgring-Nordschleife und mit dem Gesamtsieg des R18 e-tron quattro beim 24-Stunden-Rennen von Le Mans. Die Antriebe der Zukunft werden bei Audi nachhaltig und hocheffizient sowie sehr emotional und dynamisch sein.

Die Audi TFSI- und TDI-Motoren - Die Rightsizing-Strategie von Audi
Bei den TFSI-Benzinmotoren hat Audi in den letzten Jahren große Fortschritte realisiert. Doch auch weiterhin existieren erhebliche Effizienz-Potenziale. Die Audi-Ingenieure werden diese mit einer Reihe neuer Technologien erschließen, die künftig unter dem Begriff „Rightsizing“ laufen.

Seit vielen Jahren ist Audi bei den Ottomotoren ein Pionier des Fortschritts. Bereits Ende der 70er Jahre debütierte der erste Benzinmotor mit Turboaufladung - ein sportlicher Fünfzylinder. 1995 folgte mit dem 1,8 Liter-Vierzylinder-Turbo der nächste Meilenstein. Im Jahr 2004 setzte sich die Marke mit den Vier Ringen durch die weltweit erstmalige Einführung der TFSI-Technologie, der Verbindung von Aufladung und Benzin-Direkt-einspritzung, an die Spitze des Wettbewerbs.

Die Strategie des Downsizings – der Ersatz von Hubraum durch Aufladung – führte zu großen Zuwächsen beim Drehmoment. Dies erlaubte den Entwicklern das Downspeeding umzusetzen, d.h. den Einsatz von Getrieben mit verbrauchssenkenden, langen Übersetzungen. Bis heute verfolgt Audi diesen erfolgreichen Weg konsequent, wichtige Wettbewerber folgen erst jetzt.

Die Vierzylinderbaureihe mit dem Kürzel EA888, die 2006 debütierte, markiert einen weiteren Fortschritt in der TFSI-Technologie. In ihrer jüngsten, nunmehr dritten Entwicklungsstufe präsentieren die 1,8- und 2,0-Liter-TFSI-Motoren ein dickes Paket an Hightech-Lösungen. Darunter das Audi valvelift system (AVS), den in den Zylinderkopf integrierten Abgas-krümmer, den Turbolader mit elektrischem Wastegate-Steller, das innovative Thermo-management mit einem elektrischen Kühlwasserregler und das duale Einspritzsystem, die Kombination der Direkteinspritzung mit der Einspritzung ins Saugrohr.

In der Summe führen diese Lösungen zu imponierenden Ergebnissen. Der 1.8 TFSI mit 125 kW (170 PS) verbraucht im A4 mit Handschaltung im Mittel nur 5,7 Liter Kraftstoff pro 100 km – ein CO2-Ausstoß von 134 Gramm pro km. Der A4 des Jahrgangs 2000 mit dem 1,8 T lag mit 110 kW (150 PS) Leistung noch bei 197 Gramm CO2 pro km. Zu dieser Verbrauchssenkung tragen Verbesserungen in vielen Bereichen bei. Im Wesentlichen aber die motorseitigen Optimierungen.

Auch die jüngste Innovation von Audi steigert die Effizienz spürbar – das System cylinder on demand (COD). Bei den neuen 4.0 TFSI- und 1.4 TFSI-Motoren werden im Teillastbereich vier beziehungsweise zwei Zylinder still gelegt. Auch dies ist eine Komponente des Rightsizing. Sie zielt darauf ab, den Hubraum und die Aufladung ins jeweils richtige Verhältnis zu bringen.

Ein zentrales Arbeitsfeld beim Rightsizing ist die Weiterentwicklung der Aufladung. Vor allem im unteren Drehzahlbereich wollen die Audi-Entwickler das Drehmoment und seinen dynamischen Aufbau weiter optimieren. Hier existieren bereits vielversprechende Ansätze. Zweistufige Aufladekonzepte liefern beispielsweise deutliche Performancesteigerungen. Bei den Werkstoffen für die Turbolader kommen zudem hochtemperaturfeste Stahllegierungen oder Turbinenräder aus Titanaluminid infrage.

In der Weiterentwicklung der Aufladetechnik, vor allem in einem gesteigerten Ladedruck, liegt zugleich ein Schlüssel für den Einsatz neuer Brennverfahren, einem weiteren wichtigen Thema. Besonders interessant erscheinen hier die Niederdruck-Abgasrückführung und die so genannten Miller- und Atkinson-Zyklen, die eine verlängerte Expansionphase ermöglichen. Beide Technologien erhöhen den Wirkungsgrad bei mittlerer und höherer Last deutlich. Am anderen Ende des Lastspektrums, in der Teillast, bieten die homogene Kompressionszündung (HCCI), Mager-Brennverfahren oder variable Ventiltriebe neue Möglichkeiten, um die Effizienz weiter zu erhöhen.

Darüber hinaus spielen künftige Kraftstoffe, etwa Audi e-gas oder e-ethanol eine tragende Rolle. Ihr Einsatz bietet hohes Potential auf dem Weg zur CO2-neutralen Mobilität. Die klassischen Bereiche innere Reibung, Motormaterialien und Thermomanagement komplettieren das Aufgabenfeld der Ottomotoren-Entwickler.

Der massive Einsatz neuer Technologien, den Audi betreibt, wird den Verbrauch der TFSI-Motoren noch einmal deutlich senken – bis 2020 in der Größenordnung von gut 15 Prozent. Das Ziel der Marke mit den Vier Ringen ist es, am Ende des Jahrzehnts eine Mittelklasselimousine mit TFSI-Motor anzubieten, die im CO2-Ausstoß unter 100 Gramm pro km bleibt.

Elektrischer Biturbo von Audi
Mit dem elektrischen Biturbo macht Audi, einen weiteren großen Schritt nach vorn. Bei dieser Zukunftstechnologie unterstützt ein zusätzlicher Verdichter den Abgas-Turbolader im unteren Drehzahlbereich.

Vor fast einem Vierteljahrhundert hat Audi der weltweiten Diesel-Entwicklung den entscheidenden Impuls vermittelt – 1989 gab der erste direkteinspritzende Selbstzünder mit Turboaufladung und elektronischer Regelung sein Debüt im Audi 100. Seitdem hat der TDI einen beeindruckenden Siegeszug hinter sich.

Gerade in Kombination mit einem Dieselmotor macht die Aufladung besonders viel Sinn. Sie steigert die Performance und senkt den Verbrauch und die Emissionen in hohem Maße - gegenüber Saugmotoren Downsizing per excellence. Bezogen auf den Hubraum haben die TDI-Motoren seit 1989 über 100 Prozent Leistung und 70 Prozent Drehmoment gewonnen. Im gleichen Zeitraum konnten die Emissionen um 95 Prozent reduziert werden.

Die jüngste Entwicklungsstufe von Audi ist der 3.0 TDI in der Biturbo-Version – er leistet 230 kW (313 PS) und stellt von 1.450 bis 2.800 1/min ein maximales Drehmoment von 650 Nm bereit. Seine spezifische Leistung beträgt 77,5 kW (105,5 PS) pro Liter Hubraum. Im A6 jedoch verbraucht er auf 100 km im Mittel nur 6,4 Liter Kraftstoff, ein CO2-Ausstoß von 169 Gramm pro km.

Allen aufgeladenen Motoren ist gemeinsam, dass die Turbolader durch die Energie des Abgases angetrieben werden. Aus diesem Grund steigt der Ladedruck und somit das Drehmoment von niedrigsten Drehzahlen beginnend mit zunehmender Abgasenergie erst steil an.

Ein neuer Entwicklungsschritt ist der elektrische Biturbo. Damit ist es möglich - losgelöst von der verfügbaren Abgasenergie - raschen Ladedruckaufbau und hohes Drehmoment bereits bei niedrigsten Drehzahlen zu realisieren.

In der Vorentwicklung der Dieselmotorenentwicklung bei Audi in Neckarsulm wurde ein 3.0 V6 TDI als elektrischer Biturbo aufgebaut und abgestimmt. Es handelt sich dabei um eine Kombination eines konventionellen Abgasturboladers mit einem zusätzlichen elektrisch angetriebenen Verdichter – rein äußerlich kaum von einem herkömmlichen Turbolader zu unterscheiden.

Statt des vom Abgasstrom angetriebenen Turbinenrads integriert er – als zusätzliche Aufladestufe in serieller Anordung zum Abgas-Turbolader- eine kleine E-Maschine, die das Verdichterrad innerhalb kürzester Zeit auf sehr hohe Drehzahlen bringt. Der elektrisch angetriebene Verdichter ist hinter den Turbolader und den Ladeluftkühler geschaltet. In den meisten Betriebszuständen wird dieser durch einen Bypass umgangen. Wenn jedoch – bei geringem Energieangebot auf der Turbinenseite – die in den Bypass integrierte Klappe schließt, wird die Luft in den elektrischen Verdichter geleitet und dort zum zweiten Mal verdichtet.

Der Effekt des neuen Konzeptes ist eindrucksvoll. Bei jedem Anfahrvorgang findet der Drehmomentaufbau erheblich früher statt, was der Fahrer als deutliche Performancesteigerung wahrnimmt.

Die Energie, die der elektrische Verdichter für seinen Antrieb braucht, gewinnt er zum großen Teil verbrauchsneutral durch Rekuperation in den Schubphasen.

Die flexible und kompakte Aufladestrecke ermöglicht mit nur einer Abgasturbine eine zweistufige Aufladung. Durch die dadurch reduzierte Wärmekapazität wird ein frühes Anspringverhalten des Katalysators erreicht.

Der prädiktive Effizienzassistent von Audi
Zu einer weiteren Senkung des Verbrauchs setzt Audi auf neue, intelligente Lösungen. Eine von ihnen ist der prädiktive Effizienzassistent (PEA) – er nutzt die Streckendaten des Navigationssystems und die Umfeldsensoren des Fahrzeugs, um durch vorausschauendes Fahren den Kundenverbrauch zu senken.

Tempolimit- oder Ortsschilder hinter einer Kurve oder Kuppe zwingen den Fahrer oft zum starken Bremsen. Bremsen aber bedeutet bei konventionellen Fahrzeugen, dass der Abbau der kinetischen Energie in Wärme umgesetzt wird. Viel effizienter wäre es, wenn der Fahrer früh vom Gas gehen und gezielt an das Tempolimit heranrollen könnte. Dafür ist es notwendig, die vorausliegenden Ereignisse, wie Kurven, Verkehrsschilder und Gelände-profile, möglichst genau zu kennen.

Diese Fähigkeit steht beim prädiktiven Effizienzassistenten (PEA), einem Vorentwicklungs-projekt von Audi, im Fokus: Das Ziel besteht darin, die vom Navigationssystem verschickten Streckeninformationen, die so genannten prädiktiven Streckendaten, für das Antriebs-management zu nutzen. In der neuen großen Ausbaustufe der MMI Navigation plus sind neben festen Tempolimits auch Steigungsdaten hinterlegt.

Dabei kann das Antriebsmanagement entscheiden, ob die Passage besser mit gekoppeltem oder entkoppeltem Triebstrang gefahren wird. Der PEA berücksichtigt auch Veränderungen der Fahrzeugmasse oder zusätzliche Anbauten wie Dachboxen, Fahrradträger oder Anhänger. Unterstützt wird das System von der adaptive cruise control (ACC), die den vorausfahrenden Verkehr mittels Radar beobachtet.

Durch den Effizienzassistenten erhält der Fahrer zum vorberechneten Zeitpunkt einen Hinweis, dass er jetzt einen Ausrollvorgang beginnen kann. Dieser führt ihn komfortabel und ohne Beeinflussung des nachfolgenden Verkehrs zum nächsten Ereignis, wie zum Beispiel ein Tempolimit. Der Hinweis kann durch eine Meldung im Display des Fahrerinformations-systems oder ein haptisches Signal wie ein pulsierendes Fahrpedal erfolgen.

Alternativ kann der Fahrer die Funktionsumfänge in Kombination mit der adaptive cruise control nutzen. So werden eigenständig Ausrollvorgänge eingeleitet und die notwendige Geschwindigkeit bei Tempolimits und in Kurven erreicht. Komfort und Effizienz greifen optimal ineinander.

Der Hinweis hilft dem Fahrer, effizienter zu fahren und damit den realen Verbrauch signifikant zu reduzieren. Je nach Fahrzeug und Ausstattung kann der Ausrollvorgang mit gekoppeltem (Schubabschaltung) oder entkoppeltem Triebstrang (Freilauf) erfolgen. Bei beiden Varianten bleibt der Verbrennungsmotor eingeschaltet. In einer weiteren Ausbaustufe kann bei entkoppeltem Triebstrang der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden (Freilauf – Motor aus).

Konventionelle Fahrzeuge reagieren bei nicht betätigtem Fahrpedal mit Schubabschaltung. Hingegen rollen die Hybrid-Modelle der Baureihen A6, A8 und Q5 häufig ohne Motorschleppmoment – selbst wenn der Fahrer bei höherem Tempo vom Gas geht, wird der Triebstrang abgekoppelt und der Motor abgeschaltet. Allein die E-Maschine bremst leicht, um die Lithium-Ionen-Batterie wieder aufzuladen und das gewohnte Verzögerungsverhalten darzustellen.

Ähnlich wirkt sich die Freilauffunktion der S tronic aus, die einige Modellvarianten des Q3 und des A3 mitbringen. Je nach Motor- und Getriebekonfiguration spart der Freilauf mehr Kraftstoff als die herkömmliche Schubabschaltung – vor allem dann, wenn er vorausschauend über eine möglichst lange Distanz erfolgt.

Um in konventionellen Fahrzeugen noch eine weitere Effizienzsteigerung zu erzielen, kann der prädiktive Effizienzassistent mit dem iHEV-System kombiniert werden. Wenn hier der Freilauf aktiviert wird, schaltet sich der Verbrennungsmotor aus (Freilauf-Motor-Aus). Der Wiederstart erfolgt durch eine leistungsstarke 48 Volt E-Maschine, die sich im Riementrieb befindet. Die Energieversorgung während der Motor-Aus-Phasen wird über eine zyklenfeste 48 Volt Lithium-Ionen-Batterie sichergestellt.

Zusammen mit dem prädiktiven Effizienzassistenten können iHEV-Fahrzeuge ihr ganzes Effizienzpotenzial ausspielen, wie Vergleichsfahrten mit einem Technikträger gezeigt haben. Der A7 Sportback 3.0 TFSI iHEV absolvierte dabei mehrmals eine 61 km lange, kurvenreiche Landstraßenstrecke nördlich von Ingolstadt in normaler Alltags-Fahrweise.

Bei den Versuchen ohne prädiktiven Effizienzassistenten legte der Fahrer 28 Prozent der Strecke mit ausgeschaltetem Motor zurück. Mit aktivierten Hinweisen stieg dieser Anteil auf 43 Prozent, zugleich sank der Verbrauch um rund zehn Prozent, wobei sich die Fahrzeit lediglich um rund zwei Minuten (drei Prozent) - nahezu zeitneutral –verlängerte.

Künftig werden die Vernetzungs-Funktionen von Audi connect dafür sorgen, dass die Datenlage immer aktuell bleibt. Wenn ein Audi-Fahrzeug mit seiner Video­kamera ein Verkehrsschild mit Geschwindigkeitsbegrenzung erkennt, etwa an einer neu eingerichteten Baustelle, meldet es Lage und Tempolimit über das Mobilfunknetz an einen Server im Audi-Rechenzentrum. Von dort gelangt die Information nach einer Plausibilisierung an alle entsprechend ausgerüsteten Fahrzeuge, die danach dieselbe Route befahren – ein konkretes Anwendungsbeispiel der kommenden Car-to-X-Technologie, an der die Marke mit den Vier Ringen intensiv arbeitet.

Die Audi Elektrifizierungsstrategie - Audi e-tron
Der Begriff e-tron umfasst bei Audi alle Autos, die längere Strecken rein elektrisch zurücklegen können. Bis 2020 will die Marke mit den Vier Ringen in jedem Segment ein e-tron-Modell anbieten. Gemeinsam sollen sie sechsstellige Stückzahlen im Jahr erzielen. Schon heute existieren unterschiedliche Technikträger. Zum Jahresende wird der R8 e-tron in einer kleinen Serie auf die Straße kommen.

Audi erarbeitet sich das Technikfeld Elektromobilität in allen Aspekten – mit der Zielsetzung, die variierenden Ansprüche der Kunden weltweit zu erfüllen. Die Konzepte, die dabei entstehen, bieten maximalen Nutzen ohne Kompromisse – mit neuartigen Ideen und mit sportlichen, progressiven und hochwertigen Autos, die alle Qualitäten der Marke vermitteln. Auch in einem elektrisch angetriebenen Audi werden Faszination und Emotion den Charakter bestimmen.

Die breit gefächerte Elektrifizierungsstrategie von Audi schließt alle relevanten Konzepte ein. Eines von ihnen stellt der elektrisch angetriebene Hochleistungssportwagen R8 e-tron dar, der gegen Jahresende in einer kleinen Serie auf die Straße kommt.

Zeitgleich haben die Ingenieure der Marke Technikträger mit verschiedenen Ansätzen realisiert, wie den Audi A3 e-tron concept. Als paralleler Plug-in-Hybrid konzipiert, wird er 2014 in Serie gehen. Wenig später folgen der Q7 und der A4 mit Plug-in-Hybridantrieb.

Eine Alternative zum parallelen Hybridkonzept besteht darin, die Kräfte des Verbrennungs-motors und des Elektroantriebs auf die Achsen aufzuteilen. Die Studie e-tron quattro auf Basis des Audi A5 folgt diesem Denkansatz. Zwei Elektromotoren ergänzen den 2.0 TFSI – der eine ist an der Vorderachse, der andere an der Hinterachse angebracht.

Der LMP1-Prototyp R 18 e-tron quattro, der Sieger des 24-Stunden-Rennens von Le Mans, folgt einem ähnlichen Konzept. Ein mittig platzierter V6-TDI mit 3,7 Liter Hubraum schickt gut 275 kW (510 PS) auf die Hinterräder. Die Vorderräder können für kurze Zeit mit zweimal 75 kW (102 PS) elektrisch angetrieben werden. Die Energie dafür, die beim Bremsen rekuperiert wird, kommt aus einem Schwungradspeicher.

Der kompakte A1 e-tron hingegen ist ein Spezialist für urbane Ballungsräume mit zusätzlichem Range Extender. Seine E-Maschine treibt die Vorderräder mit 75 kW Spitzenleistung an, die Reichweite im elektrischen Modus beträgt rund 50 km. Ein Wankelmotor im Heck mit 254 cm3 Hubraum und 15 kW elektrischer Leistung macht Touren bis insgesamt 250 km möglich, indem er die 12 kWh-Batterie über einen Generator nachlädt. Audi hat mit den ersten Exemplaren des A1 e-tron einen ausgedehnten Flottenversuch in München unternommen, bei dem bislang über 50.000 km Fahrstrecke zusammengekommen sind.

Der Versuch bestand aus zwei Phasen. In der ersten wendete er sich an einen Kreis von Fahrern, die das Auto an öffentlichen Ladestationen und am Arbeitsplatz laden konnten. In der zweiten Phase konzentrierte er sich auf Nutzer, die den A1 e-tron über eine Wallbox zuhause mit Strom betanken konnten. Vorgeschaltet war jeweils eine Pilotphase, in der Audi jedem Teilnehmer einen A1 1.4 TFSI als Referenzfahrzeug zur Verfügung stellte, um direkte Vergleiche zwischen Benzin- und Elektro-Betrieb anstellen zu können.

Ende September wird der Flottenversuch abgeschlossen sein. Wichtige Ergebnisse über das Nutzungsverhalten der Kunden, die Lade-Infrastruktur und die Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge liegen bereits vor.

Ein Großteil der Nutzer des A1 e-tron, so die Bilanz, mussten zu Beginn des Versuchs vor allem lernen, die Reichweite im Elektrobetrieb voll auszunutzen. Das jedoch gelang schnell; viele Fahrer unternahmen Touren, die auf Autobahnen weit aus dem Ballungsraum München hinaus führten – sie setzten den A1 e-tron nicht anders ein als zuvor den A1 1.4 TFSI. Nach kurzer Zeit fühlten sich die Teilnehmer mit dem elektrisch angetriebenen Kompakten und dem Fahrgefühl, das er bot, sehr wohl, sie empfanden sich als Trendsetter einer neuen Mobilität.

Im Lauf des Versuchs stieg der Anteil der elektrisch gefahrenen Strecken von 76 auf 91 Prozent, dadurch verschob sich der Energiekosten-Mix in einen noch günstigeren Bereich.

Der nachhaltig produzierte Ökostrom, den die Audi A1 e-tron im Raum München tankten, und die geringe Menge Kraftstoff, die im Range Extender-Betrieb noch nötig war, ergaben je nach individuellem Fahrprofil eine Spanne von vier bis sieben Euro auf 100 km.

Audi wird seine Versuche mit dem A1 e-tron fortsetzen – das Unternehmen nimmt am Programm „Schaufenster Elektromobilität“ teil, das Anfang 2013 startet und vom Bundesforschungsministerium gefördert wird. Die Marke mit den Vier Ringen wird sich in den Modellregionen Bayern/Sachsen, Berlin-Brandenburg und Baden-Württemberg engagieren und dort jeweils unterschiedliche thematische Schwerpunkte setzen.

Der ganzheitliche Ansatz, den Audi in der Elektromobilität verfolgt, schließt ein weiteres vielversprechendes Konzept ein – die Technologie Dual-Mode Hybrid. Derzeit befindet sich das Projekt in der Vorentwicklung, die ersten Prototypen auf A1-Basis sind in die Erprobung gestartet. Das Antriebs-layout umfasst im Wesentlichen einen Verbrennungsmotor, zwei E-Maschinen und ein einstufiges Getriebe.

Als Verbrennungsmotor dient ein eigens entwickelter Dreizylinder-TFSI mit einem Hubraum von 1,5 Liter, der vom Zweiliter-Vierzylinder abgeleitet wurde. Er stellt eine Leistung von 90 kW (122 PS) und ein Drehmoment von 200 Nm zur Verfügung. Der Dreizylinder ist mit einer Elektromaschine (EM1) verbunden, die überwiegend als Starter und Generator fungiert. Sie erzeugt eine Spitzenleistung von 50 kW (68 PS) und ein Spitzendrehmoment von 210 Nm.

Die elektrische Traktionsaufgabe übernimmt die zweite Elektromaschine (EM 2) im Antriebsstrang; sie stellt eine Spitzenleistung von 85 kW (116 PS) und ein Spitzendreh-moment von 250 Nm bereit. Das in seinen Umfängen drastisch reduzierte Einganggetriebe bietet die Möglichkeit, den Verbrennungsmotor inklusive Generator bedarfsgerecht über eine Klauenkupplung mit dem restlichen Antriebsstrang zu koppeln beziehungsweise von ihm zu entkoppeln.

Das Dual-Mode Hybrid-Konzept ermöglicht unterschiedliche Betriebsmodi. Im urbanen Geschwindigkeitsbereich zwischen dem Stillstand und 55 km/h erfolgt der Antrieb ausschließlich durch die elektrische Maschine 2 (E-Fahrt), die erforderliche Energie kommt primär aus der Traktionsbatterie. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit des seriellen Betriebs. Hier erzeugen der Verbrennungsmotor und der Generator (EM 1) elektrische Energie, um die Batterie zu unterstützen, zu entlasten oder zu substituieren, falls sie leer ist.

Die E-Fahrt ist bis 130 km/h möglich. Ab etwa 55 km/h Geschwindigkeit erlaubt das Antriebssystem, den Verbrennungsmotor und den Generator (EM 1) direkt mit dem Antriebsstrang zu koppeln – dieser Hybridbetrieb bietet die Flexibilität einer wirkungsgrad- oder performanceoptimalen Kombination der Antriebsaggregate. Jenseits der 130 km/h schließlich erfolgt der Antrieb überwiegend durch den Verbrennungsmotor. Bei Bedarf – etwa zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs oder zur kurzzeitigen Anhebung der Systemleistung – kann die Elektromaschine EM 1 den Dreizylinder-TFSI unterstützen.

Neben den erwähnten Betriebsmodi, die durch das Antriebsmanagement je nach Situation ausgewählt werden, kann der Fahrer eine ökonomisch oder Performance-orientierte Abstimmung vorgeben, zudem kann er bei Stadt-Geschwindigkeit über eine EV-Taste die E-Fahrt aktivieren. Unabhängig vom Betriebsmodus ergibt sich ein ähnliches Fahrgefühl wie in einem batterieelektrischen Auto – der Fahrer erlebt weder Schaltvorgänge noch wahrnehmbare Motor-Zustarts.

In den Dual-Mode Hybrid-Konzeptfahrzeugen auf Basis des Audi A1 e-tron, die Audi aufgebaut hat, beträgt die Systemleistung 130 kW (177 PS), sie ermöglicht eine Beschleunigung von null auf 100 km/h unterhalb von 9 Sekunden. Die größten-teils unter der Rücksitzbank installierte 13,1 kWh-Batterie bietet eine elektrische Reichweite von zirka 50 km, woraus ein Normverbrauch von zirka 1,5 Liter pro 100 km (35 Gramm CO2 /km) resultiert.

Die Hybridtechnologie von Audi
Audi gehört zu den führenden Premiumherstellern in der Hybridtechnologie. Die Marke mit den Vier Ringen bietet im B-, C- und D-Segment Vollhybride mit der modernen Lithium-Ionen Technologie an – den Q5 hybrid quattro, den A6 hybrid und den A8 hybrid. Alle drei Modelle sind als Parallelhybriden konzipiert, sie vereinen die Performance eines Sechszylinders mit dem Verbrauch eines Vierzylinders.

Der parallele Hybridstrang von Audi ist ein geradliniges Konzept von hoher Effizienz und modularem Aufbau. Er unterscheidet sich in den drei Modellen nur darin, dass der Q5 hybrid quattro alle vier Räder antreibt, während die Kraft bei den Limousinen allein auf die Vorderräder gelangt. Die Systemleistung beträgt einheitlich 180 kW (245 PS), das Systemdrehmoment 480 Nm.

Den Antrieb übernehmen ein 2.0 TFSI mit 155 kW (211 PS) und ein Elektromotor mit bis zu 40 kW und 210 Nm Drehmoment. Als Kraftübertragung dient eine stark modifizierte Achtstufentiptronic, die ohne Drehmomentwandler auskommt. Seine Stelle nimmt der scheibenförmige Elektromotor ein, der mit einer Lamellenkupplung kombiniert ist. Sie verbindet beziehungsweise trennt die E-Maschine und den TFSI; sie arbeitet in jeder Situation präzise, sanft und schnell.

Als elektrischer Energiespeicher fungiert ein Lithium-Ionen-Batteriesystem, das nur 36,7 Kilogramm wiegt; es stellt 1,3 kWh Nominalenergie bereit und leistet 39 kW. Je nach Bedarf wird es auf zwei Wegen mit Luft gekühlt – über ein Gebläse aus dem Innenraum und über einen Kältekreislauf, der an die Komfortklimaautomatik gekoppelt ist. Diese Technologie hält den Akku über weite Bereiche im geeigneten Temperaturfenster. Damit gewährleistet sie den vergleichsweise großen elektrischen Fahranteil von bis zu drei km bei konstant 60 km/h. Die Spitze von 100 km/h im elektrischen Betrieb setzt ebenfalls Maßstäbe.

Eine kompakte und leichte Leistungselektronik, die ebenso wie die E-Maschine mit Wasser gekühlt wird, wandelt den Gleichstrom aus der Batterie in Wechsel­strom um. Die Leistungs-elektronik integriert einen DC/DC-Wandler, der die elektrischen Verbraucher im 12 Volt-Bordnetz an das Hochvoltnetz ankoppelt.

Der Bremskraftverstärker wird zusätzlich über eine elektrische Vakuumpumpe versorgt. Eine komplexe Regelstrategie passt die Bremsvorgänge an die Bedingungen des elektrischen Fahrens und der Energierekuperation an. Der Kompressor der Klimaanlage hat einen elektrischen Antrieb; ein elektrischer Zuheizer komplettiert die Heizung. Unterm Strich wirken sich die spezifischen Hybrid-Komponenten mit weniger als 130 Kilogramm Zusatzgewicht aus.

Die drei Hybridmodelle bewegen sich so souverän wie effizient. Beim Spurt von null auf 100 km/h vergehen zwischen 7,1 und 7,7 Sekunden, die Höchstgeschwindigkeit liegt zwischen 225 und 240 km/h. Der mittlere Verbrauch beschränkt sich auf 6,2 bis 6,9 Liter pro 100 km – eine CO2-Emission von 145 bis 159 Gramm pro km.

Die Hybridmodelle von Audi können alleine mit dem Verbrennungsmotor, nur mit dem Elektroantrieb und im Hybridmodus fahren; zudem können sie rekuperieren und boosten. Der Fahrer wählt zwischen drei Programmen: Das Kennfeld EV räumt dem elektrischen Antrieb Priorität ein, das Programm D steuert beide Motoren effizient, und der Modus S ist auf eine sportliche Fahrweise ausgelegt.

Das wichtigste Anzeigeinstrument ist das Powermeter im Kombiinstrument, seine Nadel zeigt die Gesamtleistung des Systems auf einer Skala von null bis 100 in Prozent an. Ein Zusatzinstrument visualisiert den Ladezustand der Batterie. Parallel dazu präsentieren das Farbdisplay des Fahrerinformationssystems und der Monitor der MMI Navigation plus die Kraftflüsse und Betriebszustände in eleganten Grafiken.

Audi blickt in der Hybrid-Technologie auf eine über 20-jährige Erfahrung zurück. Bereits 1989 gab die erste Generation des Audi duo ihr Debüt – eine Technikstudie auf Basis des Audi 100 Avant. Ein Fünfzylinder-Benzinmotor trieb die Vorderräder an, ein zuschaltbarer Elektromotor mit neun kW die Hinterräder. Als Energiespeicher dienten Nickel-Cadmium-Batterien. Zwei Jahre später folgte eine weitere duo-Variante auf Basis eines Audi 100 Avant quattro.

1997 avancierte Audi zum ersten europäischen Automobilhersteller, der ein Hybridfahrzeug in einer kleinen Serie baute – den Audi duo auf Basis des A4 Avant. Für seinen Antrieb sorgten ein 1,9-Liter-TDI mit 66 kW (90 PS) und eine E-Maschine mit 21 kW ,die von einer Blei-Gel-Batterie im Heck gespeist wurde. Beide Motoren trieben die Vorderräder an.

Wie die beiden Studien zuvor folgte auch die Kleinserie bereits dem Plug-in-Konzept – sein Akku ließ sich an der Steckdose aufladen, zudem konnte die E-Maschine beim Verzögern Energie zurückgewinnen. Im elektrischen Betrieb erzielte der Audi duo 80 km/h und mit dem TDI Aggregat 170 km/h Höchstgeschwindigkeit.

Projekthaus e performance - Der Audi F12 aus dem Forschungsprojekt e performance
Audi erarbeitet sich alle Aspekte der Elektromobilität von Grund auf systematisch. Das Forschungsprojekt e performance, eine Denkfabrik innerhalb des Unternehmens, hat einen modularen Systembaukasten für elektrisch angetriebene Fahrzeuge entwickelt. Mit ihm zusammen entstand ein sportliches Forschungsfahrzeug, der F12, im Rahmen eines vom Bundesforschungsministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützen Forschungsprojektes.

Rein äußerlich ähnelt das Forschungsfahrzeug F12 dem Audi R8 e-tron, der Ende des Jahres auf die Straße kommt. Für beide Projekte diente der Hoch-leistungssportwagen R8 mit seiner leichten Aluminiumkarosserie in der ASF-Bauweise (ASF = Audi Space Frame) als Ausgangsbasis. Auch das Forschungsfahrzeug, etwa 1.650 Kilogramm schwer, erzielt sportliche Fahrleistungen. Es beschleunigt in weniger als sieben Sekunden von null auf
100 km/h. Die Spitze liegt bei elektronisch begrenzten 180 km/h, die Reichweite bei zirka 200 km.

Bei der Antriebstechnik jedoch schlugen die Entwickler aus dem Forschungsprojekt e performance ganz eigene Wege ein. Ihnen ging es nicht um die Serienreife des Autos, sondern um den breiten, ganzheitlichen Ansatz. Die zentralen Komponenten des F12, allesamt maßgefertigte Einzelstücke, lassen sich mit geringem Aufwand austauschen, um immer wieder neue Konfigurationen durchzuspielen. Die System-Matrix ist skalierbar – wenn die Ingenieure die Bauteile entsprechend anpassen, können sie mit ihnen auch eine Limousine und ein City-Auto mit Elektro- oder Plug-in-Hybridantrieb darstellen.

Als Energiespeicher dienen zwei große, voneinander getrennte Batterieblöcke mit zusammen 38,9 kWh Kapazität. Der vordere Block ist längst im dafür eigens angepassten Mitteltunnel, der hintere quer vor der Hinterachse montiert. Die Flüssigkeits-gekühlten Akkus wiegen etwa 400 Kilogramm; sie bestehen aus insgesamt 5.200 zylindrischen Lithium-Ionen-Zellen, wie sie in der Consumer-Elektronik gängig sind.

Je 26 dieser Zellen bilden ein Batterie-Modul; sie sind in einen hochfesten Strukturschaum eingegossen und werden darüber hinaus durch im Pack integrierte Aluminiumprofile geschützt. Mit ihren schrägen Wänden lassen sich die Module gegeneinander verschieben.

Dies bildet die Basis für das Sicherheitskonzept, welches den Berechnungen zufolge einem seitlichen Pfahlaufprall stand hält. Die Heck-Batterie ist in einer ultra-leichten Wanne aus Kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff (CFK) eingebaut.

Beim Antrieb des Forschungsfahrzeuges wirken drei Elektromotoren unterschiedlicher Bauart zusammen. Jedes Hinterrad ist über ein einstufiges Getriebe mit einer Asynchronmaschine verbunden, die jeweils 50 kW Leistung bei 200 Nm Drehmoment abgibt. Eine intelligente Steuerung verteilt die Antriebskräfte je nach Bedarf – dieses „torque vectoring“ macht das Handling noch stabiler und sportlicher. Im Bug sitzt ein Synchronmotor; er schickt seine 50 kW und 150 Nm über ein zweistufiges Getriebe auf ein neu entwickeltes mechanisches Sperrdifferenzial – der F12 ist ein vollelektrischer quattro.

Um die Energie möglichst effizient zu nutzen, lassen sich die drei Motoren separat ansteuern. Bei langsamer Fahrt ist nur die Synchronmaschine aktiv, die hier einen besonders hohen Wirkungsgrad erzielt. Bei höherem Tempo kommen die leistungsoptimierten Asynchronmotoren an der Hinterachse mit ins Spiel.

Ein weiteres Novum im F12 ist das schaltbare Hochvolt-Bordnetz. Dem Grundgedanken der Skalierbarkeit folgend, liefern die beiden Batterien mit 148 beziehungsweise 222 Volt unterschiedliche Ausgangsspannungen. Ein starker Gleichstrom-Wandler (DC/DC) regelt die gewünschte einheitliche Systemspannung. Im Teillastbereich liegt sie der Effizienz zuliebe bei etwa 200 Volt, mit steigender Leistungsanforderung wächst sie auf bis zu 440 Volt.

Bei den Steuergeräten strebten die Vorentwickler aus dem Forschungsprojekt e performance eine möglichst hohe Integration an. Im gleichen Sinne setzten sie bei der Wärmepumpe, die das Thermomanagement für den Antrieb und den Innenraum übernimmt, Ventile ein, die jenen in der Haustechnik zum Einsatz kommenden ähnlich sind. Die Wärmepumpe heizt die Batterien in vielen Situationen gezielt auf; die Wärme wird gespeichert und steht bei der nächsten Fahrt dem Innenraum zur Verfügung.

Der Fahrer des F12 steuert die grundlegenden Funktionen des Antriebs – P, R, N und D – mit Tasten auf der Konsole des Mitteltunnels. Alle weiteren Bedien-schritte, darunter der Grad der Energierückgewinnung und der synthetische e-Sound, laufen über ein iPad, das sich an einer Aufnahme auf der Mittelkonsole ein- und ausklinken lässt. Am Ziel angekommen, kann es der Fahrer mit sich nehmen, um das Auto aus der Ferne zu konfigurieren. Ein frei programmierbares Kombiinstrument präsentiert alle wichtigen Informationen in virtuell-digitalen Grafiken in höchster Auflösung und Qualität.

Das Forschungsfahrzeug F12 entstand im Rahmen eines Forschungsprojektes des Bundesministeriums für Bildung und Forschung in dreijähriger Arbeit. Das Projektvolumen betrug 36 Millionen Euro. Ingenieure von Audi, der Tochtergesellschaft Audi Electronics Venture GmbH (AEV) und Wissenschaftler der Institute ika, ISEA und IEM der RWTH Aachen bildeten das Kernteam im Forschungsprojekt e performance. Weitere externe Spezialisten aus den Technischen Universitäten in München, Dresden und Ilmenau, der Leibniz Universität Hannover und den Fraunhofer Instituten IISB und IESE unterstützten das Team wissenschaftlich. Als starke Industriepartner waren die Robert Bosch GmbH und die Bosch Engineering GmbH mit im Boot.

Das Forschungsprojekt e performance hat die Freiheit völlig neue Ansätze zu verfolgen. Die modernen Entwicklungswerkzeuge und das neuartige Wissensmanagement trugen dazu bei, dass die Atmosphäre von Ingenieurskunst, Kreativität, Diskussion und flexibler Vernetzung geprägt war. Kameras dokumentierten jeden Aufbauschritt, alle Erkenntnisse flossen über ein Ticketsystem auf einen Server, der den Beteiligten in ganz Deutschland zur Verfügung stand.

Dieses hohe Maß an Transparenz und Vernetzung nach dem Prinzip der „open innovation“ bürgte dafür, dass das Forschungsprojekt positiv auf den gesamten Hochschul- und Industriestandort Deutschland abstrahlte. Auch nach der Fertigstellung des F12 werden die Partnerschaften weiterlaufen – die ersten Nachfolgeprojekte, die sich auf spezielle Technikthemen konzentrieren, sind bereits gestartet. Einzelne Lösungen, wie die CFK-Einhausung für die Heckbatterie, haben gute Aussichten auf eine spätere Serienfertigung.

Der Audi R8 e-tron
Elektromobilität bedeutet für Audi Emotion, Sportlichkeit und Fahrspaß – der Audi R8 e-tron hat diese Maxime eindrucksvoll unter Beweis gestellt. Im Juni hat er auf der Nürburgring-Nordschleife die Bestzeit für Serienfahrzeuge mit Elektroantrieb erzielt. Renn-Profi Markus Winkelhock pilotierte ihn in 8:09,099 Minuten über den 20,832 Kilometer langen Kurs.

„Die Rekordfahrten waren für mich ein einzigartiges Erlebnis“, berichtete Markus Winkelhock hinterher strahlend. Der 32jährige Schwabe hat einen hohen Vergleichsmaßstab – den Audi R8 LMS ultra, auf dem er gemeinsam mit Marc Basseng, Christopher Haase und Frank Stippler im Mai 2012 das 24-Stunden-Rennen auf dem Nürburgring gewonnen hat.

Das Rekordfahrzeug entspricht in allen Antriebsdetails dem Serienmodell, das Ende des Jahres auf die Straße kommt. Seine ultra-leichte Karosserie besteht im Wesentlichen aus Aluminium in der ASF-Bauweise (Audi Space Frame) sowie aus CFK-Komponenten; sie trägt entscheidend dazu bei, dass der Hochleistungssportwagen trotz der mächtigen Batterie leer nur 1.780 Kilogramm wiegt.

Die beiden Elektromotoren des R8 e-tron schicken zusammen 280 kW (381 PS) Leistung und 820 Nm Drehmoment auf die Hinterräder. Sie lassen sich einzeln ansteuern, das erlaubt ein gezieltes „torque vectoring“ – das Verschieben der Momente je nach fahrdynamischer Situation. Der R8 e-tron hakt den Sprint von null auf 100 km/h ist in 4,6 Sekunden ab, sein Topspeed ist üblicherweise auf 200 km/h begrenzt. Für die Rekordrunde, die der Hochleistungssportwagen auf Cup-Reifen absolvierte, waren 250 km/h freigegeben.

Der T-förmige Lithium-Ionen-Akku ist im Mitteltunnel und quer vor der Hinterachse montiert. Die 48,6 KWh Energie, die er speichert, genügen im Alltag für etwa 215 Kilometer Fahrstrecke. Auf der extrem anspruchsvollen Nürburgring-Nordschleife, auf der ein leistungsstarkes konventionelles Auto bis zu 65 Liter Benzin pro 100 km verbrennt, reichte der Strom für zwei schnelle Runden nacheinander. Hilfreich dabei war die Rekuperation – beim Verzögern arbeiten die E-Maschinen als potente Generatoren, sie entlasteten die elektro­mechanischen Radbremsen an der Hinterachse fast vollständig.

Neben der schnellen Runde auf der Nordschleife hat der R8 e-tron mit Markus Winkelhock am Steuer auch auf der Doppelrunde einen eindrucksvollen Bestwert gesetzt. Auf 200 km/h limitiert und serienmäßig bereift, absolvierte er sie in 16:56,966 Minuten.

„Natürlich ist der R8 e-tron ein Serienauto ohne aerodynamische Hilfen“, kommentierte Winkelhock. „Aber er besitzt mit seinem niedrigen Schwerpunkt und der heckbetonten Gewichtsverteilung hohe sportliche Qualitäten. Das Drehmoment, mit dem die Elektromotoren aus den engen Kurven heraus anschieben, ist unglaublich – auch wenn sie dabei kaum Geräusche machen, was am Anfang schon eine völlig neue Erfahrung war.“

Der Audi R18 e-tron quattro
Die e-tron-Technologie von Audi birgt faszinierende Potenziale. Im Juni hat der Sportprototyp R18 e-tron quattro das 24-Stunden-Rennen von Le Mans gewonnen – mit einem innovativen, speziell für ihn entwickelten Hybridantrieb.

Der Audi R18 e-tron quattro ist ein Konzept fortschrittlicher Technik. Mit ihm hat Audi eine Antriebstechnologie realisiert, die im Motorsport ohne Beispiel ist. An der Hinterachse sorgt ein 3,7 Liter großer V6-TDI Motor mit über 375 kW (510 PS) und mehr als 850 Nm Drehmoment für ebenso starken wie effizienten Vortrieb. Ein Sechsgang-Getriebe aus ultra-leichtem Kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff (CFK) überträgt seine Kräfte.

An der Vorderachse sitzt die innovative Motor-Generator-Einheit (MGU), die Audi zusammen mit seinen Systempartnern entwickelt hat. Ein Generator und ein Umrichter wandeln die beim Bremsen zurückgewonnene Energie in Gleichstrom um; er treibt einen Drehmassenspeicher an, der im Cockpit neben dem Fahrer platziert ist. Der Strom beschleunigt ein im Vakuum laufendes Schwungrad, das aus ultra-leichtem CFK besteht, auf bis zu 45.000 1/min.

Am Ausgang der Kurve kann der Fahrer die Energie wieder aus dem Speicher abrufen. Sie speist dann die beiden E-Maschinen der MGU, die die Vorderräder antreiben, mit bis zu 150 kW (204 PS) – für kurze Zeit ist der Audi R18 TDI ein quattro mit vier angetriebenen Rädern. Um diesen Vorteil nicht allzu groß werden zu lassen, begrenzten die Veranstalter des 24-Stunden-Rennens von Le Mans den Einsatz der MGU auf den Tempobereich über 120 km/h, auf eine maximale Energiemenge von 500 Kilojoule und auf sieben Passagen auf dem Kurs.

Im Qualifying stellte André Lotterer den 900 Kilogramm leichten R18 e-tron quattro mit der Startnummer 1 auf die Pole Position. „Er fährt wie auf Schienen“, freute sich der gebürtige Duisburger nach der schnellen Runde in 3:23,787 min.

Der Audi mit der Chassisnummer R18-208 am Sonntag um 15 Uhr nach 378 Runden und 5151,762 km als Sieger ins Ziel. Auf Platz zwei folgte der R8 e-tron quattro von Dindo Capello, Tom Kristensen und Allan McNish mit einer Runde Rückstand. Die beiden Audi R18 ultra mit reinem TDI-Antrieb rundeten auf den Rängen drei und fünf den Triumph der Marke ab – den elften Le-Mans-Gesamtsieg bei 14 Starts seit 1999.

Die Verbrauchsbilanz von Lotterer/Fässler/Tréluyer unterstreicht das Potenzial der Hybridtechnologie von Audi. Die Sieger waren erheblich schneller unterwegs als im Vorjahr – ihr Schnitt betrug 214,468 km/h gegenüber 201,266 km/h. Trotzdem konsumierte ihr R18 e-tron quattro etwa zehn Prozent weniger als der R18 TDI des Jahrgangs 2011.

„Wir haben mit dem e-tron quattro in Kombination mit dem ultra-Leichtbau eine völlig neue Technologie an den Start gebracht und damit auf Anhieb gewonnen“, sagte Rupert Stadler, Vorsitzender des Vorstands der AUDI AG nach dem Rennen. „Damit haben unsere Ingenieure ihre hohe technische Kompetenz bewiesen“. Siege mit Innovation haben bei Audi schon Tradition: 2001 gewann die Marke mit den Vier Ringen an der Sarthe mit ihrem damals neuen TFSI-Motor, 2006 verblüffte sie das Publikum mit dem ersten TDI-Triumph in Le Mans.

„Das Reglement, an dem wir intensiv mitgearbeitet haben, ist ein großer Schritt in die richtige Richtung“, kommentiert Audi-Motorsportchef Dr. Wolfgang Ullrich. „Es fördert die Entwicklung neuer Technologien, die auch für die Serie relevant sind. Genau deshalb engagieren wir uns so stark in Le Mans.“

Ab 2014 werden die Karten beim Langstrecken-Klassiker erneut neu gemischt. Dann geben die Veranstalter eine Energiemenge vor, aus der jeder Teilnehmer das Maximum herausholen muss; bei der Motorisierung und den Hybridsystemen werden die Freiheiten größer. Das Ziel lautet, den Kraftstoffverbrauch um weitere 30 Prozent zu senken. Audi freut sich schon auf die neue Herausforderung.

Audi strebt in der Automobilindustrie die Führungsrolle beim nachhaltigen Umgang mit Rohstoffen an – das Ziel ist es, die Vision der CO2-neutralen Mobilität zu verwirklichen. Das Unternehmen denkt in großen Maßstäben und handelt bei der Entwicklung von erneuerbaren Werkstoffen, Recyclingkonzepten und neuen Energieträgern ganz konkret. Der erste Schritt ist das Audi e-gas project, das derzeit im emsländischen Werlte entsteht und 2013 an den Start geht.

Wer die nachhaltige Mobilität der Zukunft planen will, braucht einen neuen, erweiterten Blickwinkel. Audi beschränkt sich zum Beispiel nicht mehr allein auf die CO2-Emissionen, die beim Fahren entstehen. Vielmehr wird der ganze Lebenszyklus eines Autos betrachtet, von der Entwicklung und Fertigung über die Phase der Nutzung bis zum Recycling.

Ein zentrales Thema in dieser ganzheitlichen Betrachtung ist die Herkunft der Antriebsenergien. So entlastet beispielsweise der Betrieb elektrisch angetriebener Autos die Umwelt nur dann wirklich, wenn der genutzte Strom regenerativ erzeugt wurde. Um diesen Gedanken konsequent weiter zu verfolgen, müssen auch andere Energieträger in den Fokus rücken.

Audi zieht aus diesen Erkenntnissen zwei Konsequenzen. Zum einen engagiert sich die Marke mit den Vier Ringen in Projekten Dritter, bei denen es um die nachhaltige Stromproduktion geht. Zum anderen bringt Audi sich als erster Automobilhersteller weltweit selbst in die Entwicklung und Produktion erneuer­barer Kraftstoffe ein, die ohne Biomasse auskommen. Audi hat dabei das gesamte Spektrum der Antriebstechnologie im Blick – die zukünftigen Energieträger heißen Audi e-gas, Audi e-ethanol, Audi e-diesel, Audi e-power und Audi e-hydrogen.

Der erste Schritt ist das Audi e-gas project, in dem die Ingolstädter eine ganze Kette nachhaltiger Energieträger aufbauen. An ihrem Anfang stehen Wind, Wasser und Kohlendioxidemissionen aus einer Biogasanlage. Die Endprodukte sind regenerativ erzeugter Ökostrom (Audi e-power), Wasserstoff (Audi e-hydrogen) und synthetisches Methan (Audi e-gas), mit dem sich Fahrzeuge wie der neue A3 Sportback TCNG betreiben lassen, der 2013 an den Start geht.

Mittelfristig will Audi auch Optionen dafür schaffen, dass flüssige Energieträger durch innovative erneuerbare Kraftstoffe ersetzt werden können, die nicht mehr auf Energiepflanzen basieren, also nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehen.

Zusammen mit einem spezialisierten Partner aus den USA arbeitet die Marke ganz aktuell an der Herstellung von synthetischem Ethanol (Audi e-ethanol) und synthetischem Diesel (Audi e-diesel).

Das Audi e-gas project
Mit dem Audi e-gas project baut die Marke mit den Vier Ringen bis 2013 als erster Automobilhersteller weltweit eine Kette nachhaltiger Energieträger auf. Ihre Endprodukte sind Wasserstoff und das synthetische Audi e-gas.

Die derzeit im Bau befindliche Audi e-gas-Anlage im emsländischen Werlte wird mit erneuerbarem Strom (zum Beispiel aus Wind, Sonnenenergie) betrieben. Durch den zunehmenden Ausbau erneuerbarer Energien nimmt der Anteil volatiler Energiequellen zu – zu manchen Zeiten herrscht ein Strom-Überangebot, zu anderen Strommangel. Die Anlage mit einer Aufnahmeleistung von rund 6.000 kW wird vorzugsweise dann Strom beziehen, wenn ein Über­angebot vorliegt. Damit trägt die Anlage auch zur langfristigen Speicherung erneuerbarer Energien bei und damit zur Lösung eines der zentralen Probleme der Energiewende.

Der Strom wird in einem ersten Schritt mittels Elektrolyse in regenerativ erzeugten Wasserstoff umgewandelt – Audi e-hydrogen – den Treibstoff für künftige Brennstoffzellen-Autos wie den Technologieträger Audi Q5 HFC. Zwei Hochdruckzylinder speichern hier den Wasserstoff unter 700 bar Druck; eine Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (PEM), die 98 kW leistet, liefert die Energie für den Elektroantrieb. Die beiden E-Maschinen geben zusammen 90 kW und 420 Nm Drehmoment ab.

Heute fehlt allerdings die notwendige Wasserstoff-Versorgungsinfrastruktur. Audi löst dieses Problem durch einen weiteren innovativen Verfahrensschritt: durch Kombination des Wasserstoffs mit CO2 entsteht in der (der Elektrolyse nachgeschalteten) Methanisierungsanlage synthetisches erneuerbares Methan – das Audi e-gas. Dieses Erdgassubstitut kann vor Ort in das Erdgasnetz eingespeist und so gespeichert werden.

Die Audi e-gas-Anlage in Werlte, die Audi derzeit gemeinsam mit dem Anlagenbauer SolarFuel baut, wird die weltweit erste Anlage im industriellen Maßstab sein, die erneuerbaren Strom und CO2 in ein einspeisefähiges synthetisches Erdgas umwandelt.

Das CO2 bezieht die Audi-Anlage aus einer Biogasanlage. Die Biogasanlage wird nicht aus Energiepflanzen, sondern aus organischen Abfällen gespeist, wodurch jede Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion vermieden wird. Das CO2 ist ein Abfallprodukt der Biogasanlage, das ansonsten die Atmosphäre belasten würde. Die Audi e-gas-Anlage bindet das CO2 in den Treibstoff ein. Somit ist das Audi e-gas ein klimaneutraler Treibstoff – bei der Verbrennung im Motor wird genau die Menge CO2 frei, die vorher in der e-gas-Anlage gebunden wurde.

Audi e-gas ist ein energiereicher Kraftstoff, der chemisch mit fossilem Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas, identisch ist und sich hervorragend zum Antrieb von Verbrennungsmotoren eignet. Von 2013 an wird die Anlage in Werlte voraussichtlich etwa 1.000 Tonnen Methan pro Jahr produzieren und dabei 2.800 Tonnen CO2 binden. Mit dem regenerativ erzeugten Audi e-gas können 1.500 Audi A3 Sportback TCNG jeweils 15.000 Kilometer pro Jahr CO2-neutral fahren. 2015 will Audi ein zweites TCNG-Modell auf A4-Basis auf den Markt bringen.

Auch die deutsche Energiewirtschaft könnte mittelfristig vom Konzept des Audi e-gas project profitieren, denn es beantwortet die offene Frage, wie sich Ökostrom effizient und ortsunabhängig speichern lässt. Weht viel Wind, lassen sich Strom-Überkapazitäten in Audi e-gas wandeln und im öffentlichen Gasnetzeinlagern – mit seinen 217 Terrawattstunden Kapazität ist es der mit Abstand größte Energiespeicher in Deutschland. Aus dem Gasnetz kann man die Energie, wenn gewünscht, jederzeit ins Stromnetz zurückführen.

Das Potenzial der Strom-Gas-Kopplung, Wind- oder auch Solarenergie in großen Mengen zu speichern, kann dem Ausbau der erneuerbaren Energien starke Impulse verleihen. Das Audi e-gas project lässt sich leicht auf alle Länder übertragen, in denen Erdgasnetze existieren.

Der Audi A3 Sportback TCNG
Mit dem A3 Sportback TCNG unternimmt Audi einen großen Schritt in Richtung nachhaltige Mobilität. Der kompakte Fünftürer, der sein Debüt 2013 geben wird, kann Audi e-gas nutzen – einen CO2-neutralen Kraftstoff. Dadurch bringt er Ökologie, Ökonomie und Hightech auf wegweisende Art zusammen.

Der Audi A3 Sportback TCNG präsentiert in allen Details den neuesten Stand der Gasantrieb-Technologie, beginnend bei der Speicherung des Kraftstoffs. Seine beiden Drucktanks, unter dem Gepäckraumboden platziert, fassen je circa acht Kilogramm Erdgas.

Im Sinne des ultra-Leichtbauprinzips von Audi werden Kunststoff-Composite-Drucktanks eingesetzt. Diese speichern das Gas mit bis zu 200 bar Druck und wiegen etwa 70 Prozent weniger als herkömmliche Gastanks - jeder ist circa 27 Kilogramm leichter. Ihr Aufbau besteht aus einer neuartigen Matrix. Eine Schicht aus gasdichtem Polyamid- Kunststoff bildet die innere Lage, eine zweite Schicht aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) sorgt für höchste Festigkeit und eine dritte Schicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) bietet robusten Schutz gegen Beschädigungen von außen. Als Bindemittel wird bei den verwendeten CFK- und GFK-Werkstoffen jeweils Epoxidharz hoher Festigkeit verwendet.

Ein zweites Highlight des Audi A3 Sportback TCNG ist der elektronische Gasdruckregler. Das kompakte und leichte Bauteil verringert den hohen Druck, mit dem das Gas aus den Flaschen strömt, in zwei Stufen auf etwa fünf bis neun bar. Dadurch steht im Gasrail und in den Einblasventilen stets der richtige Druck bereit – niedrig für effizientes Fahren im unteren Drehzahlbereich, höher, wenn der Fahrer Leistung und Drehmoment abruft.

Wenn der Druck im Tank unter circa zehn bar abgesunken ist, wechselt das Motormanagement selbsttätig in den Benzinbetrieb. Der Audi A3 Sportback TCNG ist bivalent, er hat also trotz Optimierung des Motors auf den Erdgasbetrieb auch im Benzinbetrieb die gleichen Leistungs- und Drehmomentwerte.

Er legt gasbetrieben über 400 km und mit Benzin bei Bedarf weitere 780 km zurück. Seine Gesamtreichweite entspricht also der eines Audi A3 TDI. Zwei Anzeigen im Kombiinstrument informieren den Fahrer auf den ersten Blick über die Füllstände der Tanks. Die Füllstutzen liegen unter einer gemeinsamen Klappe.

Der Motor basiert auf dem neu entwickelten 1.4 TFSI. Wesentliche Veränderungen betreffen unter anderem den Zylinderkopf und die Turboaufladung; auch Einspritzanlage und Katalysator sind speziell auf den Gasbetrieb ausgelegt. Mit 81 kW (110 PS) und 200 Nm Drehmoment beschleunigt der A3 Sportback TCNG auf eine Spitzengeschwindigkeit von über 190 km/h. Der fünftürige Premium-Kompakte transportiert die geballte Technologiekompetenz von Audi. Die ultra-Leichtbautechnologie verhilft ihm zu niedrigem Gewicht, und beim Infotainment sowie bei den Fahrerassistenzsystemen setzt er neue Maßstäbe in seinem Segment.

Der hocheffiziente Audi A3 Sportback TCNG verbraucht auf 100 km nur 3,6 Kilogramm Erdgas oder Audi e-gas – jenen Treibstoff, der im Audi e-gas project entsteht. Die CO2-Emissionen am Auspuff bleiben in beiden Fällen unter 100 Gramm pro km. Noch attraktiver wird die Treibhausgasbilanz in der Well-to-Wheel-Betrachtung, die alle Faktoren von der Quelle des Kraftstoffs bis zum Rad mit einbezieht. Beim Betrieb des A3 Sportback TCNG mit Audi e-gas wird kein CO2 frei, das nicht vorher bei dessen Herstellung gebunden worden wäre – der Kreislauf ist geschlossen. Wenn man in einer gesamthaften Betrachtung den Energieaufwand für die Errichtung der e-gas-Anlage und den Bau der Windkraftanlagen mit einbezieht, bleibt der CO2-Ausstoß noch immer unter
30 Gramm pro km.

Die Kunden des Audi A3 Sportback TCNG werden die e-gas-Mengen, die sie an den öffentlichen CNG-Tankstellen tanken, voraussichtlich über ein zertifiziertes Bilanzverfahren beziehen, wie es ähnlich auch beim Bezug von Ökostrom existiert. Die Menge e-gas, die sie beim Bezahlen automatisch über eine spezielle Tankkarte abbuchen lassen, wird zentral registriert und von der e-gas-Menge abgezogen, die von der e-gas-Anlage ins Erdgasnetz eingespeist wurde.

Audi e-diesel und Audi e-ethanol
Die CO2-neutrale Mobilität, wie Audi sie anstrebt, ist nur mit neuen, nachhaltigen Energiequellen zu erreichen, die langfristig fossile Energien ersetzen können. Audi fördert die Entwicklung einer grundlegend neuen Technologie, bei der Mikro-organismen ohne landwirtschaftlich erzeugte Nahrungsmittel Diesel und Ethanol produzieren. Diese Technologie bildet den Kern der Projekte Audi e-diesel und Audi e-ethanol.

Das Problem ist bekannt: Die Verbrennung herkömmlicher, auf Mineralöl basierender Kraftstoffe setzt Kohlendioxid frei. Der heutige Ethanol und Diesel aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais und Raps erzielt in der Regel eine bessere Umweltbilanz, weil die Pflanzen das bei der Verbrennung freiwerdende CO2 zuvor gebunden haben. Ihre Verarbeitung ist jedoch kostenaufwendig und sie stehen in Konkurrenz zum Anbau von Nahrungsmitteln. Langfristig können sie in einer Welt, deren Bevölkerung stetig wächst, keine Lösung sein.

Die Kraftstoffe für die CO2-neutrale Mobilität der Zukunft erfordern eine radikal neue Lösung, bei der die „Nahrungsmittel“ für den Kraftstoff komplett erneuerbar sind. Audi arbeitet an solch einer Lösung im Rahmen einer Kooperation mit Joule, einem Unternehmen mit Sitz in den USA. Dieses Unternehmen stellt Kraftstoffe in einem patentierten Prozess mit Hilfe spezieller Mikroorganismen in einem hoch skalierbaren Modulsystem her.

Der Prozess ist verhältnismäßig einfach: Mit Hilfe von Sonnenenergie werden aus CO2 und Brauchwasser flüssige Kraftstoffe erzeugt. Im Mittelpunkt dieses Prozesses stehen photosynthetische Mikroorganismen (jeder mit einen Durchmesser von ca. drei Tausendstelmillimeter). Anstatt jedoch durch Photosynthese neue Zellen zu bilden, produzieren diese Mikroorganismen kontinuierlich Kraftstoff. Für diese Vorgänge nutzen sie das Sonnenlicht sowie CO2 aus industriellen Abfällen wie z. B. aus Fabriken, Salz- oder Abwasser. Landwirtschaftliche Nutzflächen oder sauberes Trinkwasser werden hierbei nicht benötigt.

Aus dieser Technologie heraus entstehen Audi e-diesel und Audi e-ethanol. Das Projekt e-ethanol liefert ein Produkt, welches dieselben chemischen Eigenschaften wie schon am Markt etabliertes Bioethanol hat, mit dem entscheidenden Vorteil, dass es ohne Biomasse produziert wird. Für Fahrzeuge, die mit E85-Kraftstoff angetrieben werden können, wird es als Blend mit fossilem Benzin mit einem Anteil von bis zu 85 Prozent dienen.

Neben der Entwicklung des Projekts Audi e-ethanol wird mit Joule ebenfalls daran gearbeitet, einen nachhaltigen Dieselkraftstoff für das Projekt Audi e-diesel herzustellen. Eine große Stärke dieses Produktes ist seine Reinheit. Der „Drop‑In“-Kraftstoff ist schwefel- und aromatenfrei – im Gegensatz zu Mineralöldiesel, der ein Gemisch aus verschiedensten Kohlenwasserstoff-Verbindungen darstellt.

Des Weiteren ist der Kraftstoff aufgrund seiner hohen Cetanzahl, einem Hochleistungs-parameter, sehr zündwillig und seine chemische Beschaffenheit ermöglicht eine unbegrenzte Zumischung zum fossilen Diesel.

Audi e-diesel wird als Kraftstoff nahtlos mit den bereits bestehenden Audi TDI clean diesel Systemen funktionieren und keine weiteren Herausforderungen an den Automobilbau stellen.

Audi und Joule und Audi haben den Bau einer Demonstrationsanlage im Bundesstaat New Mexico in Auftrag gegeben – in einer unfruchtbaren Region mit einer hohen Zahl an Sonnenstunden im Jahr. Die Anlage wird den Betrieb für die Produktion von nachhaltigem Ethanol demnächst aufnehmen. Die Produktivitätsraten haben die entscheidenden Vorteile gegenüber Bio-Ethanol bereits deutlich aufgezeigt. Zudem können Flächen für die Energieproduktion nutzbar gemacht werden, die für die Landwirtschaft ungeeignet sind, wie zum Beispiel Wüstenregionen.

Die Kooperation zwischen Audi und Joule läuft seit 2011. Das US-Unternehmen hat seine Technologie mit Patenten abgesichert, die Marke mit den vier Ringen hat im Automobilbereich die Exklusivrechte erworben. Die Zusammenarbeit umfasst auch den technischen Support. Speziell mit ihrem Know-How im Bereich Kraftstoff- und Motorentests helfen die die Audi-Ingenieure bei der Entwicklung marktfähiger Kraftstoffe.

Audi e-power
Bei der Vision der nachhaltigen Mobilität blickt Audi weit über den üblichen Horizont der Automobilindustrie hinaus. Unter dem Oberbegriff Audi e-power engagiert sich das Unternehmen in Initiativen, die sich mit der Produktion nachhaltiger elektrischer Energie beschäftigen.

Im April 2010 ist Audi dem internationalen Konsortium Desertec Industrie Initiative (Dii GmbH) beigetreten. Sein langfristiges Ziel besteht darin, in den Wüsten Nordafrikas und des Nahen Ostens klimafreundliche Solarenergie zu erzeugen. Audi firmiert als einziger Automobilhersteller weltweit als Assoziierter Partner des Konsortiums; die Marke setzt sich zunächst für die Schaffung der geeigneten Rahmenbedingungen und den Aufbau der Infrastruktur ein.

Allein auf die Wüsten in Nahost und Nordafrika strahlt die Sonne übers Jahr mit einer Energie, die 630.000 TWh entspricht – das 30fache dessen, was 2010 weltweit an Elektrizität erzeugt wurde. In den sonnenreichsten Gebieten der Erde würden solarthermische Kraftwerke auf 83.000 Quadratkilometern – etwa der Fläche Österreichs – rechnerisch ausreichen, um den derzeitigen globalen Strombedarf zu decken.

Die Industrieinitiative hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2050 die nordafrikanischen Länder und den Nahen Osten zum größten Teil sowie Europa zu einem kleineren Teil mit Sonnen- und Windstrom zu versorgen. Audi sieht in dem Projekt großes Potenzial für eine nachhaltige Energieversorgung.

Die Marke mit den Vier Ringen will einen Teils des Stroms aus dem Desertec-Projekt nutzen, um ihre e-tron-Fahrzeuge zu produzieren und anzutreiben. Parallel dazu ließe sich überschüssiger Solarstrom, wenn erforderlich, im Gasnetz speichern – nach dem Prinzip der Strom-Gas-Kopplung, wie es ab 2013 mit dem Audi e-gas-Projekt in Werlte umgesetzt wird.

Ein weiterer Ansatz von Audi e-power ist das Engagement bei Unternehmen, die Komponenten für solarthermische Kraftwerke herstellen – eine Technologie, die eine flexible Stromproduktion ermöglicht.

Die Umweltbilanz
Schon während der Entwicklung der Fahrzeuge hat Audi die Ökologie fest im Blick. Für jedes Modell entsteht eine Umweltbilanz, die alle Phasen des Lebenszyklus bewertet – die Entwicklung und Produktion des Fahrzeugs, das Recycling und – den wichtigsten Faktor - die Betriebsphase. Besonders hier spielen die leichten und effizienten Audi-Modelle ihre Stärken aus, insbesondere, wenn sie in Zukunft mit den von Audi forcierten erneuerbaren Energieträgern betrieben werden.

Die Umweltbilanz, auch Ökobilanz oder Life Cycle Assessment (LCA) genannt, analysiert die Umweltwirkungen eines Produkts im Laufe seines gesamten Lebenszyklus. Sie dient zur quantitativen Beurteilung ökologischer Aspekte, etwa der Emissionen von Treibhausgasen (unter anderem CO2), des Energieverbrauchs, der Versauerung oder des Sommersmogs. Bei der Erstellung der Umweltbilanzen nutzt Audi eine standardisierte Vorgehensweise nach der internationalen Normreihe ISO 14040.

Heute beurteilt die Öffentlichkeit Autos sehr stark anhand ihres Kraftstoffverbrauchs. Audi blickt weiter und beschränkt sich nicht mehr allein auf die CO2-Emissionen, die beim Fahren aus dem Auspuff entweichen. Vielmehr werden alle Aspekte betrachtet, die Rohstoff-gewinnung, die Herstellung der Einzelteile und ihr Zusammenbau, der Energiefluss in den Produktionsanlagen, das Recycling und die Betriebsphase.

Audi achtet in der Produktion strikt auf Nachhaltigkeit. Große Hallendächer sind mit Photovoltaik-Anlagen ausgerüstet. In den Werken Ingolstadt und Neckarsulm sind zahlreiche Effizienz- und Energierückführungstechnologien im Einsatz, beide Standorte nutzen im großen Stil Fernwärme. Die Autozüge zum Verladehafen Emden fahren mit nachhaltig produziertem Strom, und das Recycling ist schon seit vielen Jahren vorbildlich – jeder Audi ist zu 95 Prozent wiederverwertbar.

Mit rund 80 Prozent der Emissionen trägt die Phase der Nutzung entscheidend zur Umweltbilanz eines Fahrzeuges bei. Durch die Optimierung des Fahrzeuggewichts, der Antriebseffizienz und der Produktion der Kraftstoffe bzw. des Stroms können große Verbesserungen erzielt werden.

Hier wirken sich die Stärken von Audi entscheidend aus – der ultra-Leichtbau, die effizienten Antriebe und in Zukunft die erneuerbaren Energieträger. Beim neuen Audi A3, der je nach Motorisierung bis zu 80 Kilogramm leichter geworden ist als sein Vorgängermodell, ist der Ausstoß an Treibhausgasen um bis zu neun Prozent (im 1.4 TFSI) zurückgegangen.

Erstmalig bei Audi wird der A3 mit einer weiteren Antriebsvariante ausgestattet, einem Erdgasmotor. Das TCNG-Modell kann Audi e-gas nutzen, den ersten Vertreter der Audi e-fuels, wodurch eine noch bessere Umweltbilanz erreicht wird. Beim Betrieb des A3 Sportback TCNG mit Audi e-gas wird kein CO2 frei, das nicht vorher bei der Herstellung gebunden worden wäre – der Kreislauf ist geschlossen. Wenn man in einer umfassenden Betrachtung den Energieaufwand für die Errichtung der e-gas-Anlage und den Bau der Windanlagen mit einbezieht, bleibt der CO2-Ausstoß noch immer unter 30 Gramm pro km.

Der Audi A6 hat ebenfalls bis zu 80 Kilogramm Gewicht verloren – seine Karosserie besteht zu mehr als 20 Prozent aus Aluminium. Das leichte Material verursacht zwar in der Erst-Produktion einen höheren Energieaufwand als Stahlblech, der niedrigere Kraftstoffverbrauch überkompensiert diesen Effekt jedoch schon nach kurzer Fahrstrecke. Beim A6 3.0 TDI quattro mit S tronic ging das Treibhauspotenzial unterm Strich um 13 Prozent zurück, das bedeutet sieben Tonnen CO2-Äquivalente weniger.

Am Ende des Fahrzeuglebens lassen sich die Aluminium-Komponenten mit geringem Energieaufwand und ohne qualitative Verschlechterung recyceln. Die ASF-Karosserie des A8 (ASF: Audi Space Frame) besteht bereits zu 38 Prozent aus Sekundäraluminium – ein Paradebeispiel für umweltgerechten Leichtbau, wie Audi ihn versteht.

Bei vielen Projekten, die Audi betreibt, spielt eine zentrale Frage mit – die Frage nach der weiteren Entwicklung der weltweiten Metropolen. Eine Antwort liefern die Audi-Designer mit innovativen Fahrzeugen und frischen Ideen. Zugleich sucht die Audi Urban Future Initiative, eine Denkfabrik des Unternehmens, nach intelligenten Gestaltungsmöglichkeiten für die urbane Mobilität von morgen.

Schon seit Jahren setzt Audi mit seinen innovativen Showcars und Technikstudien Meilensteine im Fahrzeugdesign – auch in der jüngsten Vergangenheit. Das Audi e-bike Wörthersee etwa ist als radikales Sportgerät konzipiert, der Audi urban concept Spyder hingegen als ultra-leichter Sportwagen mit elektrischem Antrieb. Ob zwei oder vier Räder – die konzentrierte, straffe Formensprache verbindet beide Fahrzeuge. Die Audi-Designer entwickeln sie systematisch weiter und denken dabei viele Jahre voraus. Im Zentrum der Überlegungen stehen dabei immer die Audi-Kernkompetenzen e-tron, ultra und connect, die sich auch im Design ausdrücken.

In der Mobilität der Zukunft wird sich die Rolle des Autos verändern. Es gewinnt noch mehr Fähigkeiten und Intelligenz dazu, es wird zum „mobile device“, zum Werkzeug für unterwegs mit smarten Vernetzungs- und Kommunikationslösungen. Zunehmend werden neue, leichte und effiziente Fahrzeuge die großen Städte bevölkern. Die Audi-Designer arbeiten in einigen Projekten eng mit Studenten von internationalen Design-Hochschulen zusammen, um von jungen Kreativen zu erfahren, wie sie die mobile Welt der Zukunft verstehen, und diese Erkenntnisse anschließend auf die Marke Audi zu übertragen.

Die Audi Urban Future Initiative, vor über zwei Jahren gegründet, ist ein globales Forum, das Experten aus unterschiedlichen Kulturen und Disziplinen zusammenbringt. Architekten, Soziologen, Städteplaner und Trendforscher diskutieren hier über neue Lösungsansätze für die Mobilität in den rapide wachsenden Metropolen. Das Themenspektrum ist vielseitig. In manchen Städten steht die nahtlose Mobilität durch die Verbindung verschiedener Verkehrsträger im Mittelpunkt, in anderen Metropolen geht es um die flexible Nutzung des Raums. Die intelligente Kommunikation zwischen Auto und Stadt ist ein weiteres Thema.

Ein wichtiger Bestandteil der Initiative ist der 2010 von Audi ins Leben gerufene Audi Urban Future Award; der Preis für Deutschlands höchstdotierten Architekturwettbewerb wird alle zwei Jahre verliehen. Im diesjährigen Wettbewerb setzen sich fünf internationale Architekturbüros mit ihrer jeweiligen Metropolregion auseinander. Sie heißen CRIT (Mumbai), Höweler & Yoon Architecture (Boston/Washington), NODE Architecture & Urbanism (Pearl River Delta), Superpool (Istanbul) und Urban-Think Tank (São Paulo).

In Forschungskooperationen und Workshops werden die Kernthesen des Awards wissenschaftlich untermauert und diskutiert. Beim Summit, einem großen Symposium zur Vernetzung von Wissen im Vorfeld der IAA 2011, hat Audi Experten aus aller Welt an einen Tisch geholt. Das Audi Insight Team, ein kleines, aktives Gremium von Audi-Mitarbeitern aus verschiedenen Bereichen, trägt die vielen Impulse aus der Audi Urban Future Initiative ins Unternehmen.

Die Audi Urban Future Initiative
Die Welt verändert sich mit hoher Geschwindigkeit, die Bevölkerung wächst immer schneller. Im Jahr 2030 werden voraussichtlich 60 Prozent aller Menschen in Ballungsräumen mit mehr als acht Millionen Einwohnern leben, vor allem in Asien und Südamerika. Audi stellt sich den Fragen, die sich aus dieser Entwicklung ergeben, und hat vor mehr als zwei Jahren die Audi Urban Future Initiative ins Leben gerufen.

Die Initiative ist ein interdisziplinäres Forum, das kreative Denker – Architekten, Soziologen, Städteplaner und Trendforscher – auf der ganzen Welt miteinander vernetzt; sie schlägt Brücken zwischen Fachleuten unterschiedlicher Disziplinen, Kulturen und Sichtweisen. Ihre gemeinsame Diskussion hat das Ziel, die Herausforderungen an die Mobilität in den Megacities der Welt zu analysieren und nach Lösungsansätzen zu durchleuchten.

Die Erkenntnisse und Ideen, die hier entstehen, berücksichtigen neben technischen auch soziale, ökologische und ästhetische Aspekte. Das Ziel ist es, aktuelle lokale Gegebenheiten und die Möglichkeiten einer nachhaltigen mobilen Zukunft zusammenführen. Das Themenspektrum ist so vielseitig, wie es die Megacities selbst sind: In manchen Städten geht es um die flexible, spontane Nutzung von öffentlichem Raum, in anderen steht die nahtlose Mobilität durch die Verbindung verschiedener Verkehrsträger im Mittelpunkt.

Große Zukunftsvisionen haben ebenfalls Platz in der Audi Urban Future Initiative – etwa die Idee von der Stadt als ständigem Bewegungsfluss ohne ruhenden Verkehr. Die intelligente Kommunikation zwischen Auto und Stadt ist ein weiteres Thema. Audi entwickelt schon heute Technologien für solche Szenarien – Lösungen für pilotiertes Fahren ebenso wie die Car-to-X-Kommunikation unter dem Schlagwort Audi connect.

Ein wichtiger Bestandteil der Audi Urban Future Initiative ist der 2010 von Audi ins Leben gerufene Award; mit 100.000 Euro ist er der höchstdotierte Architekturwettbewerb Deutschlands. In diesem Jahr lobt Audi den Award zum zweiten Mal aus, er kreist um die Frage, wie Mobilität zum Motor städtischer Entwicklung werden kann.

Die fünf teilnehmenden Architektur- und Stadtplanungsbüros heißen CRIT (Mumbai), Höweler & Yoon Architecture (Boston/Washington), NODE Architecture & Urbanism (Pearl River Delta), Superpool (Istanbul) und Urban-Think Tank (São Paulo).

Alle Büros erarbeiten Konzepte für die Metropolregionen, in denen sie zuhause sind. Im Mai haben sich die Teilnehmer bereits in Ingolstadt zu einem einleitenden Workshop, dem „Metropolis & Mobility Dialogue“ getroffen, ihre Ideen vorgestellt und mit Audi-Experten diskutiert. Im Oktober wird eine international besetzte Jury in Istanbul den Preisträger ermitteln.

Die Kernthesen des Awards werden in Forschungskooperationen und Workshops untermauert und mit Audi-Mitarbeitern diskutiert. Beim Summit im Vorfeld der Internationalen Automobil Ausstellung in Frankfurt am Main 2011 hat Audi Experten aus aller Welt an einen Tisch geholt. Im gemeinsamen Gespräch ging es darum, Denkgewohnheiten aufzubrechen und nachhaltige Wege für eine mobile, urbane Zukunft einzuschlagen. Das Thema hieß „Energien – Welche Kräfte verändern die Städte der Zukunft?“

Das aktuelle Forschungsprogramm umfasst zwei Projekte mit der Columbia University in New York. Die Audi Urban Future Initiative schafft so ein weltweites Netzwerk von Experten, das eine akademische Wissensgrundlage für zukünftige Mobilitätsszenarien entwickelt und dabei immer wieder lokale Bezüge herstellt und diskutiert.

Das Audi Design
Es wird in Zukunft nicht das eine Automobil geben, sondern unterschied­liche Formen der Mobilität. Dafür entwickeln die Designer bei Audi neue Ansätze und kreative Ideen. Allesamt verfolgen die Linie progressiver Sportlichkeit, die den Charakter der Marke definiert. Um möglichst viele Impulse für die mobile Welt der Zukunft zu erhalten, sucht Audi kontinuierlich den Dialog mit jungen Designstudenten.

Die Designer von Audi gestalten die Mobilität von morgen schon heute, in ganz unterschiedlichen Ausprägungen. Ein Sportgerät wie das Audi e-bike Wörthersee ist als Zweirad-Technikkonzept konzipiert. Es zeigt die Grenze des technisch Möglichen anhand der Kompetenzen der Marke: „design“, „ultra“, „connect“ und „e-tron“. Ein Showbike als Highend-Pedelec made by Audi für Sport, Fun und Tricks. Beim Audi urban concept Spyder handelt es sich um einen ultra-leichten Sportwagen mit elektrischem Antrieb, radikal im Konzept und vielseitig in den Einsatzmöglichkeiten. Beide Technikstudien haben eine große Gemeinsamkeit – die straffe, konzentrierte Formensprache, die die Marke charakterisiert.

Um die Führungsrolle im globalen Wettbewerb weiter auszubauen, sind die Audi-Designer stets auf der Suche nach neuen Impulsen und Denkansätzen. Kreative Ideen sind heute wichtiger denn je, denn in der vielfältigen Mobilität der Zukunft wird sich die Bedeutung des Autos stark verändern.

Für die jungen Kunden vor allem in Europa und den USA verändert sich die Bedeutung des Autos als individuelles Statussymbol. Es wird als Botschafter von Leistung und Luxus in den Hintergrund treten. Dafür gewinnen neue Werte des Automobils an Bedeutung: die des Teilens statt Besitzens und die Einbettung in eine nachhaltige Mobilität. Neuartige Bedürfnisse, wie die nahtlose Vernetzung mit der Community und die vielseitige Interaktion mit der Umwelt, sind bereits geschaffen und werden sich weiter etablieren. Diese Ansprüche werden mittel­fristig zu einer andersartigen Architektur des Autos führen. Parallel dazu erlauben die elektrischen Antriebe innovative Packaging-Konzepte, welche diese Veränderungen ermöglichen werden.

Die neue Rolle, die das Auto in der Gesellschaft erhält, wird in den Metropolen Freiräume für andere Formen individueller Mobilität schaffen – für schlanke, leichte und effiziente Fahrzeuge mit zwei, drei oder vier Rädern, für e-Pedelecs, e-Skatebords, e-Trikes oder e-Quads. Im Moment sind den Ideen und Möglichkeiten keine Grenzen gesetzt. Die Designer von Audi versuchen, diese noch jungen Trends zu einem Bild zusammenzuführen. Auf dieser Basis entwickeln sie dann die für Audi passenden Lösungen.

Ein wichtiges Werkzeug für diese Innovationen sind die Kooperationen mit renommierten Design-Hochschulen der Welt, die Audi regelmäßig betreibt – wie zuletzt mit der Hochschule Pforzheim, dem Royal College of Art in London, oder den Italienischen Hochschulen Politecnico die Milano sowie Scuola Politecnica di Design.

Der kreative, offene Dialog, den die Audi-Designer hier mit den Studenten führen, bringt beiden Seiten viele Vorteile. Von den Nachwuchsdesignern erfährt die Designabteilung wie sie die mobile Welt der Zukunft verstehen und wie sie das Markendesign weiterinterpretiert sehen wollen. Zusammen erarbeiten sie Designkonzepte für morgen. Den jungen Kreativen kann dies sogar zu einem Vertrag bei Audi verhelfen. Die Marke vergibt regelmäßig Praktikanten- und Diplomandenstellen – den besten Jungdesignern eröffnet sich hier die Chance auf eine Karriere bei Audi. Also ein Dialog mit Reibung der am Ende beiden Seiten viele kreative Impulse bringt.

Der Audi urban concept Spyder
Die Technikstudie Audi urban concept Spyder, der Star der Internationalen Automobilausstellung 2011, macht einen konkreten Vorschlag für die Mobilität von morgen – er ist ein Fahrzeug für moderne Menschen, die in urbanen Ballungsräumen leben. Das rein elektrisch angetriebene Showcar bringt Elemente eines Rennwagens, eines Roadsters, eines Fun-Cars und eines City-Autos zusammen.

Der Look der weiß lackierten Technikstudie ist dynamisch und emotional, der ultra-Leichtbau von Audi begrenzt das Leergewicht auf gerade mal 480 Kilogramm. Der schlanke Karosseriekörper mit dem sechseckigen Singleframe-Grill im Bug kombiniert ein Monocoque aus Kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff mit einer Aluminiumstruktur; die Außenhaut besteht komplett aus CFK. Ein niedriges, nach hinten abfallendes Fensterband umläuft die Zelle an drei Seiten.

Schutzbleche mit Blinkerstreifen aus LED-Lichtleitern decken die freistehenden 21-Zoll-Räder ab; als Aufhängung dienen Dreiecksquerlenker, die ebenfalls aus Aluminium und CFK hergestellt sind. Die Federn und Dämpfer sind wie im Motorsport in der Pushrod-Technologie konzipiert, vier Scheiben-bremsen übernehmen die Verzögerung.

Die Lithium-Ionen-Batterie liegt quer hinter den Sitzen, sie speichert 7,1 kWh Energie. Die beiden Elektromotoren zwischen den Hinterrädern produzieren gemeinsam 15 kW (20 PS) Dauerleistung und 47 Nm Drehmoment. Der Aktionsradius beträgt im europäischen Fahrzyklus gut 70 km. Der urban concept Spyder ist ein Vorbote der neuen, smarten Mobilität von Audi.

Auch das Sitzkonzept sprengt die üblichen Normen. Zwei Personen finden, leicht versetzt, nebeneinander Platz, sie sind sportlich-tief untergebracht. Die langen Türen öffnen nach vorn oben, Griffe an den A-Säulen erleichtern den Einstieg. Parallel zur offenen Karosserievariante hat Audi ein geschlossenes Coupé entwickelt. Sein Dach lässt sich durch Verschieben öffnen und kann unterwegs geöffnet bleiben.

Alle Bedienelemente und Materialien sind dem strengen Diktat des ultra-Leichtbaus unterworfen, damit vermitteln sie eine ganz eigene Faszination. Die Lenksäule etwa liegt frei im Raum – sie ist ein starkes Profil in elegantem Design, nahezu horizontal montiert und auf einem langen Weg verschiebbar. Das kleine, sechseckige Lenkrad trägt Tasten und Walzen zur Bedienung, auch für die Fahrprogramme des Elektroantriebs. Ein Display unmittelbar vor dem Fahrer präsentiert alle wichtigen Informationen.

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