Audi A7 mit Wasserstoff-Antrieb

Wie Mutter VW ( Golf Variant HyMotion ) stellt auch Tochter Audi auf der Los Angeles Auto Show 2014 (bis 30. November) eine Studie vor, die auf die Brennstoffzellen-Technologie setzt. Damit feiert in L.A. neben dem A9 prologue ein weiteres, für Audi zukunftsweisendes Fahrzeug seine Weltpremiere. Der A7 Sportback h-tron quattro soll mit einer Tankfüllung, die – wie bei einem Auto mit Verbrennungsmotor – rund drei Minuten dauert, mehr als 500 Kilometer zurücklegen. Damit erreicht er in etwa die Reichweite des bereits serienfertigen Toyota Mirai .

Stark, flott und sparsam

Während sich der Golf mit einem 100 kw-starken Elektromotor zufrieden geben muss, setzt der größere A7 auf einen stärkeren Elektroantrieb mit einer Brennstoffzelle als Energielieferanten, kombiniert mit einer Hybridbatterie und einem zusätzlichen Elektromotor im Heck. Seine Antriebsauslegung macht das 170 Kilowatt starke Konzeptauto (540 Nm) zum echten Allradler – laut Audi ein Novum bei Brennstoffzellenautos. Vorder- und Hinterachse sind dabei nicht mechanisch verbunden. Als „e quattro“ verfügt der A7 Sportback h-tron quattro über eine rein elektronische Steuerung der Momentenverteilung, die auch ohne Kardanwelle auskommt. Bei der Beschleunigung müssen trotz des hohen Gewichts von 1.950 kg keine Abstriche in Kauf genommen werden: In 7,9 Sekunden spurtet das Fahrzeug von 0 auf 100 km/h. Die Höchstgeschwindigkeit wird aber auf 180 km/h begrenzt. Im Brennstoffzellen‑Betrieb benötigt der A7 Sportback h-tron quattro rund ein Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometer Fahrstrecke – der Energieinhalt entspricht dem von 3,7 Liter Benzin.

Das „h“ im Namenskürzel h‑tron steht natürlich für das Element Wasserstoff. Optisch entsprechen die Technologieträger, die Audi zur Los Angeles Auto Show mitgebracht hat, den Serienmodellen. Die entscheidenden Unterschiede finden sich unter der Motorhaube: Die Brennstoffzelle ist wie beim konventionellen A7 Sportback mit Verbrennungsmotor im Vorderwagen montiert. Da die Abgasanlage ausschließlich Wasserdampf leitet, besteht sie aus gewichtssparendem Kunststoff.

Plug-in-Hybrid
Eine Besonderheit des A7 Sportback h‑tron quattro ist sein Konzept als Plug‑in‑Hybrid. Er hat eine per Kabel an der Steckdose aufladbare Lithium‑Ionen‑Batterie an Bord, deren 8,8 kWh Energiekapazität aus dem A3 Sportback e‑tron stammt. Sie sitzt unterhalb des Gepäckraums, ihr Thermomanagement läuft über einen eigenen Kühlkreislauf. Diese Batterie soll den idealen Partner für die Brennstoffzelle bilden. Sie kann beim Bremsen die Rekuperationsenergie speichern und beim Volllast-Boosten eine erhebliche Leistung beisteuern. Wenn der Fahrer die EV‑Taste drückt, fährt der Technikträger ausschließlich mit Batteriestrom.

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Exkurs: Die Funktionsweise der Brennstoffzelle von Audi
Die Brennstoffzelle selbst besteht aus mehr als 300 Zellen, die gemeinsam einen Stapel ("Stack") bilden. Kern einer jeden Einzelzelle ist eine Membran aus einem Polymer-Kunststoff. An beiden Seiten der Membran befindet sich ein Platin‑basierter Katalysator. An der Anode wird Wasserstoff zugeführt, der in Protonen und Elektronen zerlegt wird. Die Protonen wandern durch die Membran zur Kathode, wo sie mit dem Sauerstoff aus der Luft zu Wasserdampf reagieren. Die Elektronen wiederum liefern außerhalb des Stacks den elektrischen Strom – je nach Lastpunkt beträgt die Einzelzellenspannung 0,6 bis 0,8 Volt.

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