V8 TDI-Motor, Audi SQ7
Bordnetz

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Der EAV unterstützt die beiden zwischen den Zylinderbänken des V8-Dieselmotors sitzenden Abgasturbolader für den Ladedruckaufbau bei unteren Drehzahlen. Bilder: Audi

Achtstufen-tiptronic, vernetzte Fahrwerkregelung, elektrische Wankstabilisierung, Allradlenkung. Alles Innovationen, die sich im neuen SQ7 TDI von Audi finden. Doch der Premium-SUV hat mit dem 48-V-Teilbordnetz und dem davon angetriebenen elektrischen Verdichter zudem zwei weitere Highlights an Bord, die sich bis dato noch in keinem anderen Serienauto finden.

Welchen Anspruch Audi an sich selbst stellt, manifestieren die Ingolstädter durch ihren Werbeslogan Vorsprung durch Technik . Ob dies immer der Fall ist, daran kann man durchaus Zweifel hegen. Auf dem Feld der Elektrofahrzeuge, der Hybridtechnik und auch bei Brennstoffzellenautos sehen viele Experten Hersteller wie BMW und Toyota weiter vorn.

Allerdings hat Audi mit dem 48-V-Teilbordnetz für den Antrieb des elektrischen Verdichters im neuen SQ7 TDI jetzt als erster Autobauer ein System vorgestellt, dem in Zukunft mehr und mehr Bedeutung zukommt. Wie der Beitrag zeigt, wird das 48-V-System auch für kleinere Fahrzeugklassen und zusätzlich zum elektrischen Verdichter auch für den Betrieb anderer Komponenten interessant werden.

So gesehen ist der Premiumhersteller sicher ein Vorreiter beim 48-V-Bordnetz und beim elektrischen Verdichter. Dr. Stefan Kurz, Audi-Vorstand für Entwicklung, drückt es so aus: Die neue Techniklösung des elektrisch angetriebenen Verdichters (EAV) im SQ7 TDI ist eine Weltpremiere im Wettbewerbsumfeld.“

Aufgabe des EAV …

… ist es, stets einen spontanen Ladedruckaufbau aus niedrigen Drehzahlen zu gewährleisten. Mit anderen Worten: Da der EAV im Gegensatz zum Abgasturbolader unabhängig von der Abgasenergie arbeitet, kann er auch bei niedrigen Motordrehzahlen einen adäquaten Ladedruckaufbau sicherstellen. Damit ist klar, dass dieser Verdichter dem V8-Dieselmotor mit 4-l-Hubraum im SQ7 insbesondere in Sachen Durchzugskraft zu Spitzenwerten verhelfen soll. So beschleunigt der SUV in 4,8s von 0 auf 100 km/h. Was die Motoraufladung bei höheren Drehzahlen angeht, so übernehmen diese zwei klassische Turbolader.

Damit der elektrische Verdichter die Schwäche, also das Turboloch der klassischen Abgasturbos ausmerzt, stellt er in weniger als 250 ms die zur dynamischen Kraftentfaltung notwendige Ladedruckenergie bereit. Dazu dreht das Verdichterrad auf 70.000/min hoch.

Schema 48-V-System, Audi SQ7
Schema des 48-V-Systems im Audi SQ7. Neben dem elektrisch angetriebenen Verdichter (EAV) speist dieses Teilbordnetz auch die Wankstabilisierung (nicht im Bild).

Höherer Energiebedarf

Erst 48 V machen es möglich, genügend Antriebsleistung für den EAV, die in der Spitze 7 kW beträgt, zu liefern. Deshalb mussten die Ingolstädter ihren ‚großen SUV’ mit einem 48-V-System ausstatten, das im Übrigen auch den Betrieb der elektromechanischen aktiven Wankstabilisierung (EAWS) sicherstellt. Wie bei elektrischen Bordnetzen üblich, benötigt natürlich auch das 48-V-System eine Batterie. Diese befindet sich unter dem Gepäckraum und basiert auf der Lithium-Ionen-Technologie. Als nominellen Energiegehalt gibt Audi 470 Wh für den Energiespeicher an. Die Peakleistung wird mit 13 kW beziffert.

Damit die 48-V-Batterie geladen werden kann, fungiert ein DC/DC-Wandler als Schnittstelle zwischen 48-V- und 12-V-Netz. Somit kann die notwendige Energie vom 12-V-Generator in das 48-V-System eingespeist werden. Damit die Lichtmaschine mit genügend Power aufwartet, verfügt diese über eine Leistung von bis zu 3 kW und einen Wirkungsgrad von mehr als 80 Prozent. Um das zu erreichen, haben die Ingolstädter einen sogenannten MOSFET-Generator (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) verbaut. Dabei handelt es sich um einen Stromerzeuger, der zur Wirkungsgraderhöhung elektrische Verluste reduziert und die üblichen Dioden ersetzt.

Aufgrund der Leistungsstärke der 48-V-Batterie ist bei erhöhtem Strom bedarf im normalen Bordnetz auch ein Stromfluss vom 48-V-System ins 12-V- Netz möglich. Das soll den 12-V-Akku entlasten und schonen.