Mit 12,8 Kilowattstunden auf 100 Kilometern im WLTP-Zyklus soll der neue Audi A2 e-tron weniger Strom benötigen als jedes andere Modell der Marke. Audi bezeichnet das elektrische Kompaktmodell nach eigenen Angaben als effizientesten Audi aller Zeiten. Möglich wird dieser Wert mit 140 kW Leistung und dem optionalen Effizienzpaket. Neben Aerodynamik und Batterietechnik verweist der Hersteller vor allem auf den weiterentwickelten Antrieb als Grundlage für den niedrigen Energiebedarf.
Über alle Ausführungen hinweg nennt der Hersteller einen kombinierten Stromverbrauch zwischen 15,7 und 12,8 kWh je 100 Kilometer. Der Antrieb kommt im Kompaktmodell in drei Leistungsstufen mit 125, 140 und 170 kW zum Einsatz. Es handelt sich um den APP350 aus dem Volkswagen-Konzern, der für den Modularen Elektrobaukasten (MEB) entwickelt wurde. Kund:innen sollen laut Audi von niedrigem Verbrauch, hoher Reichweite und angenehmer Akustik profitieren.
Im Heck sitzt eine achsparallel positionierte, permanent erregte Synchronmaschine auf 400-Volt-Niveau. Sie liefert bis zu 350 Newtonmeter Drehmoment. Für den MEB wurde der APP350 gezielt auf mehr Effizienz, mehr Reichweite und mehr Fahrkomfort hin optimiert. Die Änderungen betreffen im Wesentlichen drei Baugruppen: die Leistungselektronik, den Elektromotor und das Getriebe.
Mehrere der Maßnahmen setzen dort an, wo der Antrieb im Alltag typischerweise arbeitet, also unter Teillast in der Stadt und auf der Landstraße. Am Elektromotor trägt dazu die Umstellung der Stator-Wicklung von Stern- auf Dreieckschaltung bei. Ergänzt wird sie durch eine reduzierte Zahl paralleler Zweige. Beides erhöht nach Herstellerangaben den Wirkungsgrad gerade in diesen kundenrelevanten Bereichen.
Weniger Verluste dort, wo täglich gefahren wird
Im Pulswechselrichter, der den Gleichstrom der Hochvolt-Batterie in Wechselstrom für den Motor umwandelt, setzt Audi nun auf Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) aus Siliziumkarbid. Bisher üblich waren Bipolartransistoren auf Siliziumbasis. Die physikalischen Eigenschaften des neuen Materials senken die Schaltverluste und ermöglichen Wirkungsgrade von mehr als 97 Prozent. Welche Leistungshalbleiter verbaut sind, hat laut Audi großen Einfluss auf die Effizienz des gesamten Antriebs.
Hinzu kommt eine neue Software, die die höhere Schaltgeschwindigkeit dieser Halbleiter ausnutzt. Über eine adaptive Betriebsstrategie passt sie die Schaltfrequenz an den jeweiligen Betriebspunkt an, wobei eine niedrigere Frequenz geringere Verluste bedeutet. Diesen Effekt nutzt das Verfahren vor allem im Stadtverkehr und bei Überlandfahrten mit mittlerer Drehzahl und Last. Durch die bessere Energienutzung soll die Leistungselektronik zudem auch bei niedrigem Ladezustand der Batterie die volle Leistung bereitstellen können.
Am Rotor hat Audi die Blechdicke der Lamellen gegenüber dem Vorgängerantrieb APP310 um mehr als 30 Prozent reduziert. Das senkt die sogenannten Eisenverluste, die durch die Ummagnetisierung des Materials in sich zeitlich verändernden Magnetfeldern entstehen. Einbußen bei Drehmoment und Leistungsbereitstellung sind damit nach Darstellung des Herstellers nicht verbunden.
Auch das kompakte und leichte Getriebe leistet seinen Beitrag. In den Versionen mit 125 und 140 kW kommt eine Übersetzung von 10,21 zum Einsatz, die Version mit 170 kW nutzt 11,53. Die je nach Motorisierung gewählte Auslegung verschiebt die Motordrehzahlen in betriebsoptimale Bereiche des Kennfelds. Ein Verfahren zur Feinstbearbeitung sorgt außerdem für besonders glatte Zahnflanken und damit für weniger Reibung. Diese Oberflächen erlauben ein Leichtlauföl mit sehr niedriger Viskosität, das zusammen mit einer optimierten Ölführung die Planschverluste im Radsatz deutlich verringert.
Mehr Ruhe im Innenraum beim Anfahren
Neben dem Verbrauch stand bei der Entwicklung auch die Geräuschkulisse im Fokus. Die Rotorsegmente der E-Maschine sind nicht mehr linear, sondern versetzt angeordnet, wodurch Eigenschwingungen erster Ordnung vermieden werden. Dominante tonale Anteile, insbesondere beim Anfahren, sind laut Audi damit nahezu eliminiert.
Eine zusätzliche Funktion des Pulswechselrichters ergänzt diese Maßnahme auf elektronischer Ebene. Sie überlagert dem Motorstrom gezielt hochfrequente harmonische Anteile und kompensiert störende Geräusche abhängig vom jeweiligen Betriebspunkt. Für die Insassen soll das zu einem ruhigeren Fahrgastraum führen.
Quelle: Audi – Pressemitteilung
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