奥迪A8混合动力车型配备的发动机是自2005年以来连续5年荣获"年度最佳发动机"大奖的2.0 TFSI发动机。它配备的AVS奥迪可变气门升程系统可分两个阶段调节气门升程，搭配可调节进气门凸轮提高了气缸的增压能力，同时生成强劲的扭矩。2.0 TFSI发动机的输出功率为155千瓦，转速在1,500至4,200转每分钟之间时扭矩持续保持最大值为350牛米。
奥迪A8混动版动力结构示意图
奥迪A8 混动版在2.0 TFSI发动机和8速tiptronic变速箱之间连接入一个强劲的电动机。该电动机能够产生33千瓦的功率和211牛米的大扭矩。两个动力装置协同作用，总输出功率为180千瓦，扭矩高达480牛米。车辆从静止状态加速至百公里仅需7.6秒，最高时速可达235公里。
奥迪A8混动版的百公里耗油量为6.2升，零到百公里加速仅需7.6秒
在如此优异的动力表现下，奥迪 A8 混动版的百公里耗油量仅为6.2升，二氧化碳排放量低至144克/公里。在城市交通中，混合动力驱动方式相比传统驱动方式的耗油量减少了20%。此外，其优异的燃油经济性还得益于奥迪空间框架结构（ASF）打造的轻质铝制车身--奥迪A8 hybrid仅重1885公斤，是同级别车型当中车身重量最低的。
时速低于65公里时，混合动力驱动装置可以仅靠电力驱动车辆行驶两公里以上的距离，非常适合在市区或居民区驾驶。条件允许时，驾驶员还可以通过操控驾驶舱中的单独电动按钮选择电动模式。仪表盘的显示屏和MMI操作系统的大屏幕显示器清晰展示瞬时功率流。当时速超过65公里时，发动机单独执行所有驱动工作，而电动机则为车载设备供电并对蓄电池充电。当驾驶员松开加速踏板后，发动机从传动系统断开，车辆进入"滑行模式"。在制动和减速阶段，电动机发挥发电机的作用，高效地回收能量并将其存储于蓄电池中。发动机和电动机由一个液压操作的离合器进行连接，切换操作平稳、精准、迅速。
奥迪A8混动版的蓄电池安装在后备箱部位，清晰可见
奥迪A8混动版的蓄电池安装在后部。相比其他类型的蓄电池，这款高工艺锂离子蓄电池组更加紧凑、轻质，同时存储密度更高。蓄电池组由高强度外壳保护，而且装配有通风模块，确保其始终在理想的温度范围内工作。虽安装了蓄电池组，但车上仍拥有400升的充裕行李舱空间。
传统汽车中依靠发动机动力进行驱动的几个模块在奥迪A8混动版上进行了全面电动化：温度控制系统中的压缩机完全依靠电动运行；助力转向系统通过电动方式运行；制动助力器同样通过电动真空泵提供能量，在执行电动制动时，由一个高级控制系统确保ABS和ESP的正常运行。
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