Batterie und Thermomanagement

Das Lithium-Ionen-Batteriesystem des Audi e-tron GT quattro und des RS e-tron GT kann netto 84 kWh Energie speichern (brutto 93 kWh). Es integriert 33 Zellmodule, von denen jedes zwölf Pouch-Zellen mit flexibler Außenhaut umfasst. Jedes Modul verfügt über einen eigenen Controller, der Temperatur und Spannung überwacht. Die ungewöhnlich hohe Systemspannung von zirka 800 Volt ermöglicht eine starke Dauerleistung und verkürzt die Ladedauer, zudem reduziert sie den Platzbedarf und das Gewicht der Verkabelung.

Das Batteriesystem liegt unter der Fahrgastzelle, am tiefsten Punkt des Autos. Damit sorgt es im Verbund mit den E-Maschinen für einen Sportwagen-gemäß tiefen Schwerpunkt und eine Gewichtsverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse, die ganz nah am Idealwert von 50:50 liegt. 30 Module bilden die untere Ebene der Batterie, die im hinteren Bereich eine breite Aussparung aufweist. Sie schafft Raum für die Füße der Fondpassagiere, was deren tiefe Sitzposition und damit die flache Fahrzeugsilhouette ermöglicht. Der obere „Floor“ birgt drei weitere Module, die unter den Fondsitzen liegen. Die Anschlüsse, Sicherungen und das Haupt-Steuergerät sind unter der Konsole des Mitteltunnels untergebracht. Nach unten wird die Batterie durch eine Aluminiumplatte geschützt.

Das innere Fachwerk der Batterie, das die Module aufnimmt, der umlaufende Rahmen und die obere Abdeckplatte bestehen aus Aluminium – wie in der Karosserie sind auch hier Druckguss, Strangpressprofile und Aluminiumbleche im Einsatz. Das Batteriesystem trägt stark zur Steifigkeit der Karosserie bei, mit der es über 28 Schrauben verbunden ist. Zugleich verbessert es die passive Sicherheit bei einem Frontal- und Seitenaufprall.

Hightech: das Thermomanagement

Unter dem Zellraum der Batterie liegt ein Verbund aus flachen Strangpressprofilen – sie werden von einem Glykol-Wasser-Gemisch durchströmt, das in einem eigenen Niedertemperatur-Kreislauf zirkuliert. Eine wärmeleitende Paste übernimmt den Transfer der Temperatur zwischen Kühlplatten und Zellraum. Die Wohlfühl-Temperatur der Batterie liegt im Bereich von 30 bis 35 Grad Celsius, ihr Betriebsbereich reicht von minus 30 bis plus 50 Grad Celsius.

Vier separate Kühlkreisläufe, jeder auf einem eigenen Temperaturniveau, temperieren die Hochvolt-Komponenten und den Innenraum präzise und schnell. Sie lassen sich je nach Bedarf flexibel miteinander verschalten. Wenn der Fahrer mehrfach hintereinander hohe Leistung abfordert, koppeln Ventile den Kühlkreislauf der Batterie an den Kältemittelkreis der Klimaanlage an – diese intensive Kühlung hält die Performance des Antriebs auf konstant hohem Niveau. Der e-tron GT quattround der RS e-tron GT können bis zu zehnmal nacheinander aus dem Stand voll beschleunigen.

Auch beim schnellen Gleichstrom-Laden, das die Batterie bis auf 50 Grad Celsius erwärmen kann, hilft der Kältemittelkreis beim Kühlen. Das Thermomanagement ist mit dem Navigationssystem vernetzt. Wenn der Fahrer eine HPC-Säule (High Power Charging) als Ziel gewählt hat, wird die Kühlung der Batterie schon während der Anfahrt intensiviert, damit sie an der Säule möglichst schnell geladen werden kann. Sollte die Batterie im Winter kurz nach dem Start noch sehr kalt sein, wird sie für das schnelle Laden erwärmt.

Zum Serienumfang des e-tron GT zählt eine Wärmepumpe, die den Innenraum mit der Abwärme der Hochvolt-Komponenten heizt. Sie kann den Reichweitenverlust, den die elektrische Klimatisierung verursacht, vor allem im Winter deutlich senken. Über die myAudi App kann der Kunde neben dem Laden auch die Vorklimatisierung des Innenraums am Smartphone managen. Sie läuft über ein starkes Hochvolt-Heizelement und hängt nicht davon ab, dass das Auto am Stromnetz lädt. Optional gibt Audi dem e-tron GT eine Komfort-Standklimatisierung mit, die auch den Lenkradkranz (falls beheizbar), die Sitze, die Außenspiegel und die Heckscheibe einbezieht.

Von 11 bis 270 kW: Laden mit Wechsel- und Gleichstrom
Die Ladeklappen des Gran Turismo liegen hinter den Vorderrädern. Auf beiden Seiten gibt es Anschlüsse für Wechselstrom (AC), rechts liegt zudem ein Anschluss für Gleichstrom (DC). Der Audi e-tron GT kommt serienmäßig mit zwei Ladekabeln zu seinen Kunden – einem Mode 3-Kabel für öffentliche AC-Säulen und dem Ladesystem kompakt für die Garage. Der e-tron GT kann serienmäßig mit 11 kW Leistung Wechselstrom laden, eine leere Batterie ist über Nacht wieder gefüllt. Kurz nach dem Marktstart folgt ein Onboard-Ladegerät für 22 kW Leistung als Option.

Auf Wunsch liefert Audi das Heim-Ladesystem connect, seine Online-Vernetzung erlaubt die Steuerung über die myAudi App und macht Funktions-Updates möglich. In Zusammenarbeit mit einem geeigneten Heimenergie-Managementsystem bietet es weitere intelligente Funktionen. Beispielsweise kann der e-tron GT den Bedarf der anderen Verbraucher im Haushalt berücksichtigen und mit der verbleibenden Restleistung laden, um eine Überlastung zu vermeiden. Zudem kann der Kunde individuelle Prioritäten festlegen, etwa das Laden zu kostengünstigen Zeiten bei einem variablen Stromtarif.

An einer Gleichstrom-Säule mit 800 Volt Spannung, etwa im europäischen Schnellstraßen-Netz von Ionity, erzielt der Audi e-tron GT in der Spitze bis zu 270 kW Ladeleistung. Damit kann er in gut fünf Minuten Energie für bis zu 100 Kilometer Strecke nachladen, eine Ladung von 5 auf 80 Prozent SoC (State of Charge) dauert unter idealen Bedingungen nur 22,5 Minuten. Im Bediensystem MMI kann der Fahrer das Ladeziel begrenzen, etwa, wenn ihm der Tarif zu hoch erscheint.

In Europa können die Kunden den Audi-eigenen Ladedienst e-tron Charging Service nutzen, der aktuell zirka 200.000 öffentliche Ladepunkte einbindet. Eine Karte erlaubt den Zugang zu ihnen, Audi-Kunden bezahlen in 26 Ländern landesweit zu einheitlichen Tarifen. Im Schnelllade-Netzwerk von Ionity profitieren sie von günstigen Konditionen. Im ersten Jahr übernimmt Audi die Grundgebühr für den Transit Tarif, der einen reduzierten Strompreis beinhaltet.

Im NEFZ-Zyklus verbraucht der Audi e-tron GT quattro durchschnittlich 19,6 - 18,8 kWh Energie pro 100 Kilometer, beim RS-Modell sind es 20,2 - 19,3 kWh. Daraus ergeben sich durchschnittliche Reichweiten von bis zu 488 beziehungsweise 472 Kilometern (WLTP).

Alle im Text 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.