Mehr Kapazität und höhere Ladeleistung: die Batterie
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Das Hochvolt-Batteriesystem des neuen Audi Q8 e-tron arbeitet mit einer Nominalspannung von 396 Volt. Zwei verschiedene Batteriegrößen stehen zur Wahl: Im Q8 50 e-tron hat die Batterie eine Speicherkapazität von 89 Kilowattstunden netto (brutto 95 kWh), in den beiden stärkeren Versionen Q8 55 e-tron und SQ8 e-tron stehen 106 kWh netto (brutto 114 kWh) zur Verfügung. Dabei bleibt der Platzbedarf für die Antriebsbatterie gleich. Dank der Weiterentwicklungen von Zelltechnologie und Aufbau sowie der Zellchemie ist die Energiedichte der einzelnen Zellen gestiegen. Die verwendeten prismatischen Zellen werden in der Batteriefertigung nun in der sogenannten Stacking-Technologie aufgebaut. Bei diesem Verfahren liegt das Zellmaterial in Schichten übereinander und füllt so den rechteckigen Raum deutlich effizienter aus – bis zu 20 Prozent mehr aktives Zellmaterial lässt sich so in der Batteriezelle unterbringen, um Strom zu speichern.
Die Hochvoltkomponenten sind in einem 2,28 Meter langen, 1,63 Meter breiten und 34 Zentimeter hohen Rahmen unterhalb der Fahrgastzelle untergebracht. Jeweils zwölf Batteriezellen bilden in einem quaderförmigen Aluminiumgehäuse ein Modul. Insgesamt 36 Module finden im Fahrzeugboden auf zwei Ebenen Platz. Während zum Produktionsstart des Audi e-tron im Jahr 2018 Pouchzellen zum Einsatz kamen, setzt Audi nun auf prismatische Batteriezellen.
Damit die Lithium-Ionen-Batterie auch über einen längeren Zeitraum und bei hohen Außentemperaturen ihre volle Leistung selbst bei sportlicher Fahrweise zuverlässig zur Verfügung stellen kann, wird sie von einem indirekten Kühlsystem im optimalen Temperaturbereich gehalten. Das Kühlsystem ist vom Zellraum getrennt und besteht aus flachen Aluminium-Strangpressprofilen, die in kleine Kammern aufgeteilt sind. Der Wärmeaustausch zwischen den Batteriezellen zu dem unterhalb angebrachten Kühlsystem erfolgt über ein wärmeleitfähiges Gel, das unter jedes Zellmodul gepresst wird und die Abwärme gleichmäßig über das Batteriegehäuse in das Kühlmittel führt.
Ein Battery Management Controller (BMC) steuert die wichtigsten Parameter der Batterie wie Ladezustand, Leistungsabgabe und Thermomanagement. Der BMC kommuniziert sowohl mit den Steuergeräten der E-Motoren als auch mit den Zellmodul-Controllern (CMC), von denen jeder die Ströme, die Spannung und die Temperatur der Module überwacht. Die Battery Junction Box (BJB), die die Hochvolt-Relais und -Sicherungen integriert, bildet die elektrische Schnittstelle zum Auto. Der Datenaustausch zwischen den einzelnen Komponenten erfolgt über ein eigenes Bussystem.
Mehr Ladeleistung auf hohem Niveau
Eine hohe Reichweite ist einer der zentralen Ansprüche, die Kund_innen an ein Elektrofahrzeug haben. Auf der beruflichen Langstrecke oder bei der Fahrt in den Urlaub zählt aber ebenso, wie schnell sich die Hochvoltbatterie aufladen lässt. Hier punktet der Audi Q8 e-tron mit einer im Wettbewerbsumfeld einzigartigen Ladekurve. Sie verläuft auf hohem Niveau – das bedeutet, dass selbst bis zu einem Ladezustand von 80 Prozent der Strom noch mit hoher Ladeleistung fließt.
Am CCS-Schnelllader (Combined Charging System) erreicht der Audi Q8 50 e-tron eine Ladeleistung von maximal 150 kW. Weil bei höherer Batteriekapazität mit mehr Ladeleistung gearbeitet werden kann, liegt beim Q8 55 e-tron sowie beim SQ8 e-tron die maximale Ladeleistung bei bis zu 170 kW. Für die kleinere der beiden Batterien bedeutet dies, dass bei einem Ladestopp in rund 28 Minuten von 10 auf 80 Prozent geladen werden kann, bei der größeren Batterie dauert es ungefähr 31 Minuten. In zehn Minuten an einer HPC-Ladesäule lassen sich so beim Q8 50 e-tron und Q8 55 e-tron bis zu 123 Kilometer Reichweite nachladen, beim SQ8 e-tron sind es 104 Kilometer. Diese nach WLTP ermittelten Werte gelten für SUV und Sportback gleichermaßen.
Thermomanagement für schnelles Laden und lange Batterielebensdauer
Ein ausgeklügeltes Thermomanagement sorgt dafür, dass die Batterie des Audi Q8 e-tron in ihrem optimalen Effizienzbereich von 25 bis 35 Grad Celsius zügig erreicht und während der Fahrt in diesem Temperaturfenster bleibt – vom Kaltstart im Winter bis zu schnellen Autobahnfahrten an heißen Sommertagen. Das bietet nicht nur die Möglichkeit, mehrmals hintereinander zu beschleunigen, ohne dass die Leistung nachlässt.
Es ist auch die Voraussetzung für eine hohe und reproduzierbare Performance an der Schnellladesäule. Gleichzeitig trägt das Thermomanagement zur Langlebigkeit der Batterie bei. Dem fortschreitenden Alterungsprozess der Batterie wirkt die Steuerungssoftware für den Ladeprozess entgegen. Die Software passt die Ströme und Spannungen je nach Alter und verbleibender Kapazität so an, dass die Batterie beim Laden nicht überlastet wird.
Das intelligente Thermomanagement umfasst vier Kreisläufe, die sich je nach Bedarf kombinieren lassen. Es kühlt die E-Maschinen samt ihrer Rotoren, die Leistungselektroniken und das Ladegerät. Darüber hinaus reguliert das Thermomanagement des Q8 e-tron die Temperatur im Innenraum sowie der Hochvoltbatterie. Die Rotoren, die im Fahrbetrieb bis zu 13.300 Umdrehungen pro Minute erreichen, bestehen aus magnetisch leitfähigen Elektroblechen und leichtem, hochreinem Aluminium. Das Innere der Wellen durchströmt Kühlmittel, sodass die Temperatur der Bauteile 180 Grad Celsius nicht übersteigt. Die Statoren und die Lagerschilde der Elektromotoren sind ebenfalls wassergekühlt – eine Lösung, von der auch die auf den Lagerschilden montierten Getriebe indirekt profitieren. Beim Elektromotor an der Hinterachse wird das Kühlmittel über ein doppelwandiges Rohr geführt, das am Rotor der E-Maschine keramisch abgedichtet ist.
In den rund 40 Meter langen Kühlwasserleitungen des Audi Q8 e-tron zirkulieren 22 Liter Kühlmittel. Die serienmäßige Wärmepumpe nutzt die unvermeidbar anfallende Abwärme der E-Motoren effizient für die Aufheizung und Klimatisierung des Innenraums, bis zu 3 kW der eigentlichen Verlustleistungen werden so verwertet. Damit trägt die Wärmepumpe im Alltagsbetrieb zu spürbaren Reichweitenvorteilen bei.
Laden zu Hause
Die Ladeklappe des Audi Q8 e-tron befindet sich am Kotflügel der Fahrerseite. Auf Tastendruck fährt die Klappe nach unten, um den von einer weißen LED beleuchteten Anschluss freizugeben. Daneben ist eine zweite LED angebracht, die den Ladestatus anzeigt – ein grün pulsierendes Licht signalisiert einen gerade laufenden, ein konstant grünes Licht einen abgeschlossenen Ladevorgang an. Wird der Stecker abgezogen, schließt sich die Ladeklappe innerhalb von fünf Sekunden selbsttätig.
In der Ladebuchse ist Platz für den CCS-Stecker zum Schnellladen mit Gleichstrom (DC) oder das serienmäßige Mode-3-Ladekabel, das Laden mit Wechselstrom (AC) erlaubt. Das Onboard-Ladegerät in der Serie arbeitet mit einer Leistung von bis zu 11 kW. Damit ist der neue Audi Q8 e-tron an der heimischen Wallbox oder an einer öffentlichen AC-Ladestation je nach Batteriegröße in rund 9:15 bis circa 11:30 Stunden aufgeladen. Optional bietet Audi einen Onboard-Lader, der mit bis zu 22 kW Wechselstrom arbeitet. Die Dauer für eine komplette Ladung von 0 auf 100 Prozent liegt zwischen circa 4:45 Stunden für die Batterie mit 89 kWh Nettokapazität und rund 6:00 Stunden für die Batterie mit 106 kWh netto.
Schon nach einem ausführlichen Geschäftstermin oder einem Theaterbesuch ist somit wieder ein Großteil der Reichweite verfügbar. Als weitere Option besteht die Möglichkeit, den Audi Q8 e-tron zusätzlich mit einer weiteren Anschlussbuchse auf der rechten Fahrzeugseite auszustatten. Das bringt einen Komfortgewinn im Alltagsbetrieb, wenn das Auto an einer Säule direkt neben der Fahrbahn geladen wird.
Zugang zu rund 400.000 Ladepunkten in 27 europäischen Ländern
Mit dem neuen Ladedienst Audi charging bleiben Kund_innen der Marke in den wichtigsten Reiseländern Europas sicher und bequem mobil. Audi charging ist der Nachfolger des e-tron Charging Service und erschließt den Zugang zu rund 400.000 öffentlichen Ladepunkten. Zum Start ist der Dienst in 27 Ländern, bis Mitte 2023 in 29 Ländern inklusive Deutschland verfügbar. Das ermöglicht Laden an AC-Säulen mit bis zu 11 (oder 22) kW Ladeleistung ebenso wie den schnellen Stopp an einem High Power Charger (HPC), an dem der Audi Q8 e-tron mit bis zu 170 kW (Audi Q8 50 e-tron bis zu 150 kW) laden kann. Als Zugang zu den meisten Säulen dient eine RFID-Karte, die den Ladevorgang startet. Alternativ lassen sich Ladepunkte auch über das Scannen eines QR-Codes per myAudi App freischalten.
Noch mehr Komfort bietet die Funktion Plug & Charge, die im Audi Q8 e-tron serienmäßig ist. An kompatiblen Ladesäulen (zum Beispiel europaweit rund 1.900 HPC-Lader von IONITY) autorisiert sich das Fahrzeug in Verbindung mit dem Audi charging-Ladedienst beim Einstecken des Ladekabels über einen verschlüsselten Datenabgleich selbst und schaltet somit die Säule frei. Die RFID-Karte an das Lesegerät zu halten, ist nicht mehr nötig.
Die Zahlung der Ladevorgänge erfolgt über Audi charging, dessen Angebote sich komplett über die myAudi App verwalten lassen. Alle Lade- und Rechnungsdaten werden im Account gesammelt. Außerdem ist es möglich, über die App in einen anderen Tarif zu wechseln. Audi charging bietet drei Tarife an: den basic-Tarif sowie die Angebote plus und pro mit Grundgebühr und günstigeren kWh-Preisen. Im ersten Vertragsjahr nach Kauf eines neuen vollelektrischen Modells von Audi fallen im pro-Tarif keine monatlichen Gebühren an. pro richtet sich vor allem an Kund_innen, die den Audi Q8 e-tron als Langstreckenfahrzeug nutzen und häufig an öffentlichen Schnellladestationen laden.
Die monatlichen Grundgebühren von 14,99 Euro rentieren sich durch deutlich niedrigere Strompreise an den Schnellladern von IONITY bereits ab einem durchschnittlichen Ladestopp im Monat. Unabhängig davon können Kund_innen auch an Säulen laden, die nicht in das Portfolio von Audi charging eingebunden sind. Dort wird mit dem jeweiligen Anbieter direkt abgerechnet, zum Beispiel über Kreditkarte, und nicht über Audi charging.
Reichweitenanzeige und Routenplanung: immer gut informiert
Verlässliche Aussagen über die verbleibende Reichweite sorgen nicht nur für entspanntes Fahren, sondern ermöglichen auf der Langstrecke eine verlässliche Planung der Ladestopps. Der e-tron Routenplaner im Audi Q8 e-tron unterstützt Fahrerinnen und Fahrer, weil er zahlreiche Faktoren bei der Berechnung der Rest-Reichweite einbezieht. Dazu gehören der individuelle Fahrstil oder die Nutzung von Komfort-Features wie der Klimaanlage, aber auch externe Faktoren wie Straßenauslastung, Topografie der Strecke oder die Außentemperaturen. Auf diese Weise integriert der Routenplaner notwendige Ladestopps optimal in die Streckenführung. Steuern lässt sich die Ladeplanung im Fahrzeug über das Audi Multi Media Interface (Audi MMI) oder vor Reiseantritt über die myAudi App.Ohne die technische Unterstützung von Navigation und Routenplaner beruht die Berechnung der verbleibenden Reichweite auf den Verbrauchswerten der jüngeren Vergangenheit. Dabei fließen fahrertypische Eigenschaften wie eine besonders sportliche oder eine besonders sparsame Fahrweise in die Berechnung ein. Kurzfristig höhere Belastungen durch energieintensive Überholmanöver werden zuverlässig ausgemittelt. Auch so ist eine realitätsnahe Kalkulation gewährleistet.
Bei der routenbasierten Reichweitenberechnung werden die Verbrauchswerte der jüngeren Vergangenheit um Daten aus der Routenplanung des Audi Q8 e-tron ergänzt. So berücksichtigt das System die Topografie entlang der geplanten Route.
Um die Reichweite möglichst präzise berechnen zu können, teilt das System die Fahrstrecke in Teilabschnitte ein und ordnet jeder Etappe eine zu erwartende Fahrgeschwindigkeit zu. Zu den weiteren Parametern gehören die Verkehrsdichte, aber auch Stadtverkehr, Staus oder Sperrungen sowie Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Ortsdurchfahrten fließen live in die Berechnung ein. Zu den fahrzeugbezogenen Faktoren werden etwa ein verändertes Nutzungsverhalten bei den Komfort-Features oder ein plötzlich verändertes Fahrverhalten gezählt.
Schalten die Insass_innen die Heizung oder die Klimaanlage ein oder aus, passt das System die Reichweitenanzeige an. Die Suche nach Ladesäulen entlang der Strecke erfolgt dank des Routenplaners intelligent und zuverlässig. Für eine möglichst kurze Reisezeit werden nur so viele Ladestopps vorgeschlagen, wie für das sichere Erreichen des Ziels erforderlich sind. Verändern sich Streckenführung oder Verbrauch, passt das System die Ladestopps an. So sparen zwei kurze Ladevorgänge mit hoher Ladeleistung Zeit gegenüber einem langen Stopp mit niedrigerer Ladeleistung.
Auch alternative Strecken mit besserer Ladeinfrastruktur berücksichtigt der Routenplaner bei der Kalkulation der optimalen Gesamtreisezeit. Das System bevorzugt die leistungsfähigen HPC-Ladestationen und berücksichtigt tagesaktuelle Daten. Diese umfassen unter anderem Detailinformationen wie die Bezahl- und Authentifizierungsmöglichkeiten, genaue Betreiberdaten sowie eventuelle Zugangsbeschränkungen.
Alle markierten Begriffe sind im Technik-Lexikon unter www.audi-mediacenter.com/de/technik-lexikon detailliert erläutert. Die angegebenen Ausstattungen, Daten und Preise beziehen sich auf das in Deutschland angebotene Modellprogramm. Änderungen und Irrtümer vorbehalten.