Audi Urban Purifier – der Feinstaubfilter für Elektrofahrzeuge

85 Prozent der Feinstäube im Straßenverkehr entstehen durch Bremsen-, Reifen- oder Straßenabrieb, unabhängig von der Antriebsart der Fahrzeuge. Die kleinsten Staubpartikel sind nur wenige Mikrometer groß und mit bloßem Auge kaum wahrnehmbar. Sie haben einen Durchmesser von lediglich zehn Mikrometer und können daher leicht eingeatmet werden. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfahl im vergangenen Jahr deutlich niedrigere Feinstaub-Grenzwerte als bisher. Expert:innen zufolge könnten in Deutschland die neuen Werte vielerorts nicht eingehalten werden.

Passives Filtern während der Fahrt, aktives während des Ladens

Audi stellt Nachhaltigkeit in das Zentrum seiner Aktivitäten und übernimmt Verantwortung für Umwelt und Gesellschaft. Ziel der Vier Ringe ist es deshalb, nicht nur selbst bilanziell CO2-neutral1 zu produzieren, sondern auch andere Emissionen zu reduzieren, wo es möglich ist. Zusammen mit dem Zulieferer Mann+Hummel hat Audi jetzt einen Filter für den Vorderwagen entwickelt, der Feinstaub aus der Umgebung auffangen kann. Die Funktionsweise ähnelt der von stationären Anlagen, wie sie bereits in einigen Städten im Einsatz sind. Der Vorteil der mobilen Version: Nicht nur die eigenen Partikel-Emissionen, etwa eines Audi e-tron, sondern auch die anderer Fahrzeuge können absorbiert werden – und zwar direkt dort, wo sie entstehen.

Das Pilotprojekt wurde 2020 gestartet und läuft über einen Zeitraum von vier Jahren. „Dieser Feinstaubfilter ist ein Beispiel für unser Streben nach Innovation zum Nutzen aller und einer gelungenen Zusammenarbeit mit spezialisierten Zulieferern. Wir machen heute schon viel aufgrund von Eigeninitiative“, erklärt Fabian Groh, Projektleiter in der Entwicklung Anbausystem bei der Audi AG. „Dabei antizipieren wir, dass das zukünftig auch eine Gesetzesforderung werden wird.“

Der Filter ist vor dem Kühler in die bestehende Luftstrecke des Autos integriert, sodass nur wenige Veränderungen am Fahrzeug notwendig sind. Das hält die Kosten niedrig. Das Filterelement wird über den schaltbaren Kühllufteinlass angesteuert. Seine mechanische Funktionsweise ist vergleichbar mit einem Staubsauger. Nach einem ähnlichen Prinzip bleiben auch hier die Feinstaub-Partikel im Filter hängen, und die Luft kann trotzdem hindurchfließen.

Bislang ist der Filter in Audi e-tron-Versuchsfahrzeugen im Einsatz. Während der Fahrt filtert er passiv durch die Bewegung des Fahrzeugs; dabei strömt Luft durch das Filtersystem und dieses fängt auch die kleinsten Partikel auf. Eine weitere Möglichkeit ist das Filtern während des stationären Ladevorgangs. Ein bereits heute in jedem Elektrofahrzeug eingebauter Lüfter fördert dabei Umgebungsluft durch den Kühler. Diesen Vorgang macht sich das System zunutze und kann so mittels des Feinstaubfilters die durchströmende Luft aktiv filtern. So werden kleinste Partikel auch im Stand aufgenommen. Der Einsatz wäre ideal im urbanen Umfeld, da hier die Feinstaubbelastung ungleich höher ist als auf dem Land.

Wirksamkeit durch Dauertests nachgewiesen

Die Tests in den Erprobungsfahrzeugen dienten nicht nur dazu, die Wirksamkeit der Filter zu analysieren, sondern auch der Untersuchung, ob die Fahrzeugnutzung dadurch beeinflusst wird. Nach über 50.000 Kilometern Dauerlauf mit dem Audi e-tron steht fest: Es gibt keinerlei negative Auswirkungen auf den Betrieb des Elektrofahrzeugs, auch nicht an heißen Sommertagen oder beim Schnellladen.

Das System ist so wirksam, dass je nach Nutzungsszenario beispielsweise in einer hoch belasteten Stadt wie Stuttgart mengenmäßig die Partikel des Audi e-tron komplett herausgefiltert werden. In noch stärker verschmutzten Städten können die Feinstaubemissionen in einem typischen Kunden-Szenario aktiv und passiv von bis zu drei Fahrzeugen absorbiert werden. Um das System noch effizienter zu machen, strebt Audi in Kooperation mit Mann+Hummel eine Vernetzung mit bereits bestehenden Sensoren etwa von Wetterstationen an. Außerdem soll eine Anzeigelogik im Fahrzeug entwickelt werden. So können sich Insassen darüber informieren, wann das System aktiv ist und wie viel bereits gefiltert wurde.

Filtersystem mit hohem Rezyklat-Anteil

Der Filter ist einfach zu warten. Frühestens mit dem Erreichen des Regelwartungsintervalls muss er gewechselt werden. Eine Lebenszyklusanalyse für das gesamte Filtersystem hat ergeben, dass dieses mit 14,9 Kilogramm CO2-Äquivalenten zu Buche schlägt. Der Filter selbst besteht zu 15 Prozent aus Rezyklat, das gesamte System zu 60 Prozent.