Audi oferuje modele PHEV siedmiu liniach produktowych. Po dużych modelach A6, A7 Sportback, A8 i Q7, latem 2020 r. oferta została poszerzona o wersję plug-in modelu kompaktowego: A3 Sportback. Jesienią opcja ta pojawiła się również w Audi Q8. Najnowsze modele hybrydowe typu plug-in to Q3 i Q3 Sportback. Wszystkie produkowane obecnie przez Audi hybrydy typu plug-in posiadają w nazwie skrót „TFSI e”.
Silnik elektryczny zapewnia wsparcie podczas przyspieszania i w momentach zapotrzebowania na moc przy dużych obciążeniach. Gdy kierowca mocno wciska pedał gazu, współpraca silnika elektrycznego i benzynowego gwarantuje dodatkową moc, tzw. boosting. Na przykład podczas przyspieszania z niskiej prędkości obrotowej, silnik elektryczny dostarcza mocy przez ten ułamek sekundy, którego turbosprężarka potrzebuje do wytworzenia ciśnienia. Podczas jazdy ze stałą prędkością obrotową, silnik czasami działa jako alternator, przesuwając w ten sposób punkt obciążenia jednostki TFSI na zakresy robocze o wyższej wydajności.
Predyktywna strategia działania wspomaga obniżenie zużycia benzyny i rekuperację podczas jazdy. W trybie hybrydowym i przy włączonej nawigacji, steruje ona układem napędowym w taki sposób, że proces ładowania akumulatora jest rozłożony na cały czas jazdy.
Tryb hybrydowy zawiera w sobie dwa inne tryby, które kierowca może aktywować w systemie operacyjnym MMI. Jeżeli wybierze opcję „Battery hold”, zostanie utrzymany bieżący stan naładowania akumulatora, na przykład w celu zaoszczędzenia energii na późniejszą jazdę w mieście w trybie zasilania wyłącznie elektrycznego.
W trybie „Battery charge” natomiast, akumulator ładuje się podczas jazdy, aby później dostępna była większa ilość energii do jazdy na zasilaniu elektrycznym. Kierowcy mogą korzystać z przycisku EV w celu nadania priorytetu jeździe w trybie wyłącznie elektrycznym.
Gdy tylko kierowca zdejmie stopę z pedału gazu, system zarządzania napędem hybrydowym i predyktywny asystent wydajności wspólnie wybierają jedną z dwóch możliwości: żeglowanie z dezaktywowanym napędem lub przyhamowanie - jak w przypadku A3 i Q8 - za pomocą silnika elektrycznego wiążące się z rekuperacją. Kiedy automatyczna skrzynia biegów w każdym z modeli jest ustawiona na tryb S, pojazd przechodzi w tryb żeglowania połączony z rekuperacją.
O działaniu napędu informują kierowcę wyświetlacze. Poza bieżącym zapotrzebowaniem na moc wyjściową systemu, cyfrowy zestaw wskaźników wyświetla aktualny tryb systemu Audi drive select i tryb jazdy, a także stan naładowania akumulatora. Pokazuje też zasięg pojazdu na zasilaniu elektrycznym i zasięg całkowity. Centralny wyświetlacz MMI wizualizuje przepływ energii oraz odległość przejechaną na silniku spalinowym i na silniku elektrycznym.
Modele PHEV klasy kompaktowej ładuje się odpowiednio z mocą 2,9 kW i 3,6 kW, podczas gdy modele klasy średniej i wyższej — z mocą do 7,4 kW. Naładowanie akumulatora z gniazda przemysłowego zajmuje od 2,5 do 4,5 godziny. Z uwagi na większe zużycie energii, pojazdy wyższych klas są wyposażone w większe akumulatory, przez co ładują się dłużej.
Wszystkie hybrydy typu plug-in marki Audi są standardowo wyposażane w dwa przewody: kabel kompaktowego układu ładowania do gniazd domowych i przemysłowych oraz kabel Mode 3 z wtyczką typu 2 do ładowania w publicznych stacjach ładowania.
Konstrukcja akumulatora litowo-jonowego w modelach hybrydowych typu plug-in została zintegrowana z konstrukcją pojazdu. Lokalizacja akumulatora zależy od platformy technologicznej - w modelach PHEV z silnikiem montowanym wzdłużnie (MLB) akumulator znajduje się pod podłogą bagażnika. W modelach z silnikiem montowanym poprzecznie (MQB) znajduje się pod podłogą, przed osią tylną, a zbiornik paliwa jest zlokalizowany pod bagażnikiem, przez podłoga znajduje się nieco wyżej, a przestrzeń bagażowa jest nieco mniejsza w porównaniu z modelami konwencjonalnymi. Bagażnik ma równą podłogę i nie stwarza ograniczeń w zakresie ładowania pojazdu. Z wyjątkiem modelu A8 TFSI e, nadal dostępny jest hak holowniczy, zwykle o takiej samej sile uciągu jak w konwencjonalnym odpowiedniku danej hybrydy.
Audi projektuje modele PHEV jako hybrydy równoległe, zarówno z silnikami montowanymi wzdłużnie jak i poprzecznie. Rolę silnika spalinowego zawsze pełni jednostka benzynowa. W kompaktowych modelach A3 Sportback, Q3 i Q3 Sportback jest to silnik 1.4 TFSI o mocy wyjściowej 110 kW (150 KM). Hybrydy typu plug-in w modalch A6 i A7 Sportback są wyposażone w silnik 2.0 TFSI o mocy 185 kW (252 KM). Z kolei Q8, A8 i Q7 napędza silnik 3.0 TFSI, który wytwarza moc 250 kW (340 KM).
Silnik elektryczny jest maszyną synchroniczną, stale wzbudzaną magnesami trwałymi (PSM), o mocy od 80 do 100 kW. Jest zintegrowany z obudową automatycznej skrzyni biegów, gdzie wraz ze sprzęgłem, które łączy silnik TFSI z układem przeniesienia napędu, tworzy tzw. moduł hybrydowy. Elektryczna pompa olejowa automatycznej skrzyni biegów zapewnia zasilanie olejem, a w związku z tym biegi zmieniają się nawet wtedy, gdy silnik TFSI jest nieaktywny.
W modelach kompaktowych, sześciobiegowa, automatyczna skrzynia biegów S tronic przekazuje siłę napędową na koła przednie. Modele klasy średniej-wyższej i luksusowej, w których silniki montowane są wzdłużnie, są wyposażone albo w 7-biegową przekładnię S tronic albo w 8-biegową - tiptronic, a napęd quattro stanowi wyposażenie standardowe.
Modele A6 i A7 Sportback są wyposażone w napęd quattro z techniką ultra, czyli automatycznie załączającym się napędem osi tylnej. A8, Q7 i Q8 mają stały napęd na cztery koła quattro z czysto mechanicznym, międzyosiowym mechanizmem różnicowym.
W zależności od modelu, akumulator litowo-jonowy magazynuje od 13,0 do 17,9 kWh energii. W modelach kompaktowych i Q8 TFSI e quattro, zbudowany jest z ogniw pryzmatycznych umieszczonych w stałej obudowie. Obwód chłodzący akumulatora połączono z obwodem niskotemperaturowym obejmującym też silnik elektryczny i układ energoelektroniczny. Poprawia to wydajność silnika elektrycznego i gwarantuje dłuższą dostępność mocy akumulatora przy wyższym obciążeniu i wysokiej temperaturze zewnętrznej.
