Selbst wenn die Ingolstädter die Serienproduktion vorerst gekippt haben. Der Elektrosportwagen demonstriert die ganze Entwicklungskompetenz der Marke auf diesem Technikfeld.
Obwohl Audi im November 2012 den für Ende 2012 geplante Serienstart des R8 e-tron aus Kostengründen zurückgezogen und noch keinen neuen Termin bekanntgegeben hat, halten wir den 381 PS starken Elektrosportwagen mit einem Drehmoment von 820 Nm für so innovativ, um darüber in der vorliegenden Ausgabe zu berichten.
Schon die Eckdaten umreißen das dynamische Potenzial des Audi R8 e-tron. Der Technologieträger, mit dem sich Audi die Zukunft der Elektromobilität erarbeitet, erledigt den Spurt von null auf 100 km/h in 4,2 Sekunden, die Spitze ist auf 200 km/h begrenzt. Die beiden E-Maschinen an der Hinterachse erzielen in einem weiten Bereich mehr als 95 Prozent Wirkungsgrad. Theoretisch können sie bis 12.500 1/min drehen, was über 250 km/h entspricht.
Die permanent erregten Synchronmaschinen, die mit allen Anbauteilen gemeinsam 184 Kilogramm wiegen, liefern eine hohe Leistungs- und Drehmomentdichte und lassen sich auch mit geringen Strömen effizient betreiben. Ihr Kühlkonzept ist durchdacht: Der Stator wird über einen Wassermantel temperiert, der Rotor zusätzlich mit Luft durchströmt. Die einstufigen Planetengetriebe, die 28 Kilogramm am Gesamtgewicht haben, sind in den Kühlmittelkreislauf eingebunden.
Die E-Maschinen werden mit Flüssigkeit und Luft gekühlt.
Jede E-Maschine wird von einer eigenen Leistungselektronik versorgt, die ebenfalls mit Kühlmittel temperiert wird. Die sogenannten Pulswechselrichter, die die Gleichspannung der Batterie in Wechselspannung umwandelt, erzielen eine Leistungsdichte von 18 kW pro Liter Volumen. Mit ihren 13,4 Liter Volumen und 12,5 Kilogramm Gewicht setzen sie Meilensteine in puncto Kompaktheit und Leichtbau.
Das Steuerungskonzept des Antriebs ist redundant ausgelegt und erfüllt die höchsten Sicherheitsstandards. Die Controller der Leistungselektroniken kommunizieren miteinander und mit dem Antriebssteuergerät; es koordiniert alle Momentenanforderungen und entscheidet zusammen mit der Elektronischen Stabilisierungskontrolle ESC über die Rekuperation und das Torque Vectoring. Bei der Energierückgewinnung im Schubbereich wählt der Fahrer mit den Wippen am Lenkrad zwischen drei Stufen und einem Freilauf.
Das Torque Vectoring – die gezielte Verteilung der Antriebskräfte auf die Hinterräder – erfolgt dank der separaten Ansteuerung der E-Maschinen und ihres spontanen Ansprechverhaltens hochvariabel und blitzschnell. Theoretisch kann der Sportwagen ein Rad abbremsen und das andere mit hohem Moment antreiben.
Die Komponenten der E-Maschinen: einstufiges Planetengetriebe, Rotor, Stator, Wärmetauscher für Kühlwasser.
Der R8 e-tron wiegt 1780 Kilogramm, 199 Kilogramm davon entfallen auf die Karosserie, die dem Serien-R8 ähnelt. Sie präsentiert einen neuen Entwicklungsschritt der Ultra-Leichtbautechnologie von Audi – einen Multimaterial Space Frame, bei dem Teile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) das Aluminiumgerüst ergänzen. Die Außenhaut besteht fast vollständig aus CFK. Jedes Bauteil ist speziell auf seinen Einsatzort und -zweck ausgelegt. In der Fronthaube etwa liegen in einigen Zonen sieben Lagen Kohlenstofffasermatten übereinander. Bei den Innenschalen der hinteren Seitenteile hingegen genügen zwei Lagen, die ein Vliesmaterial einschließen.
Im Hinterwagen des elektrisch angetriebenen Boliden sorgen neuartige Crashelemente aus CFK für hohe passive Sicherheit. Eine weitere Innovation gilt für die mächtige, 577 Kilogramm schwere Lithium-Ionen-Batterie, die zum größten Teil hinter der Passagierkabine liegt: Sie ist als mittragendes, versteifendes Element in den Multimaterial Space Frame integriert, ihr Gerüst besteht aus hochfesten Aluminiumplatten.
Die Komponenten der Karosserie: grün – Aluminiumblech rot – Aluminiumgussteile blau – Aluminiumprofile grau – CFK-Teile
Das flüssiggekühlte Batteriesystem ist aus 530 prismatischen Zellen aufgebaut und speichert 48,6 KWh Energie – genug für etwa 215 km Reichweite nach dem NEFZ-Zyklus. Die Batterie lässt sich auf zwei Wegen laden: Mit 230-Volt-Wechselstrom aus dem Haushaltsnetz dauert eine Vollladung etwa zwölf Stunden. Beim Laden mit Gleichstrom, für das ein externes Gerät erforderlich ist, sinkt der Zeitbedarf je nach Anschlussleistung auf weniger als eine Stunde. Per Smartphone-App kann der Fahrer wichtige Funktionen und Informationen, darunter den Ladezustand und die Reichweitenanzeige, auch aus der Ferne steuern und überwachen. Die Kommunikation mit dem Funkmodul im Auto läuft über einen geschützten Audi-Server.
e-Sound für e-tron
Per Rekuperation wird die Batterie auch unterwegs in den Verzögerungsphasen nachgeladen; der Fahrer wählt den Grad der Energierückgewinnung über Wippen am Lenkrad. Beim Bremsen ist er besonders hoch, weil die beiden E-Maschinen die normale Verzögerung fast komplett übernehmen. Die neuartigen elektromechanischen Bremsen an der Hinterachse, die sich präzise mit den Elektromotoren überblenden lassen, kommen erst bei höheren Anforderungen ins Spiel.
Die Leistungselektronik ist ungewöhnlich klein und leicht.
Das Fahrwerk des R8 e-tron hält weitere Highlights bereit – Federn aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), Radnaben aus Titan und einen Stabilisator in CFK-/Aluminium-Hybridbauweise. Mit einer Gewichtsverteilung von 42:58 zwischen der Vorder- und der Hinterachse bietet der R8 e-tron beste Voraussetzungen für sportliches Handling. Laut Hersteller erzielt der R8 e-tron einen vorbildlichen cw-Wert von 0,27. Sein Unterboden integriert im hinteren Bereich einen langen Diffusor, der perfekt mit der Umströmung des Hecks harmoniert. Ein speziell entwickelter Kanal leitet kühlende Luft durch den Vorderwagen; sie strömt dort alle Komponenten an, die dem Thermomanagement dienen. Eine Multiquellen-Wärmepumpe, eine weitere Neuerung von Audi, temperiert die elektrischen Aggregate und den Innenraum präzise und effizient.
Die Bedienung bietet die ganze Faszination des elektrischen Fahrens. Das Kombiinstrument und der MMI (Man-Machine-Interface)-Monitor präsentieren grafische Reichweiten- und Energieflussanzeigen. Ein Kamera-Monitor-System, das den optischen Innenspiegel ersetzt, bildet ein weiteres Highlight im Innenraum, der in schwarze Töne getaucht ist. Feine CFK-Oberflächen, weiches Leder und Alcantara in Top-Verarbeitung schaffen eine Atmosphäre luxuriöser Sportlichkeit.
Audi gibt dem R8 e-tron einen synthetischen e-Sound mit, der bis etwa 60 km/h Geschwindigkeit zu hören ist. Ein kleiner Rechner generiert die Frequenzen anhand der Daten, die er vom Antriebssteuergerät erhält, ein robustes Lautsprechersystem am Unterboden strahlt sie auf die Straße ab.
Autor: Joachim Vogl, Redakteur
Technik im Detail
Die technischen Daten des Audi R8 e-tron
Leistung: 2 x 140 kW
Maximales Drehmoment: 2 x 410 Nm
Batteriekapazität / Spannung: 48,6 kWh / 389 V
0 – 100 km/h: 4,2 s
Reichweite im NEFZ-Zyklus: ca. 215 km
Vmax: 200 km/h (elektronisch abgeregelt)
Länge / Breite / Höhe: 4431 / 2029 (mit Außenspiegeln) / 1252 mm
Radstand: 2650 mm
Leergewicht: 1780 kg