Pour la toute première fois, l'Audi S5 est équipée d'un moteur diesel V6. Le moteur 3.0 TDI des S5 Coupé TDI et S5 Sportback TDI produit 255 kW (347 ch) et fournit jusqu'à 700 Nm de couple au vilebrequin. Un compresseur électrique assure d'excellentes performances et un système hybride léger permet plus d'efficience. Cette combinaison de puissance, de couple et d'efficience rend la S5 unique pour son segment. Le 3.0 TDI des modèles S5 est la version la plus puissante de la gamme de moteurs diesel Audi V6. Sa combinaison de performance et d'efficience la rend unique dans son segment. La puissance de sortie est de 255 kW (347 ch), et un couple de 700 Nm est disponible entre 2 500 et 3 100 tr/min. Outre sa performance nettement meilleure, sa consommation NEDC dérivée des valeurs WLTP pour les S5 Coupé TDI et S5 Sportback TDI n'est que de 6,2 litres de diesel par 100 km, une équivalence en CO2 de 161 grammes par kilomètre. Le nouveau modèle S consomme en moyenne 19 % de carburant en moins que ses prédécesseurs aux moteurs essence, même s'il produit nettement plus de couple. Le moteur diesel six cylindres permet une accélération de 0 à 100 km/h en 4,8 secondes pour la S5 Coupé et en 4,9 secondes pour la S5 Sportback. La vitesse de pointe électriquement limitée est de 250 km/h. Ces caractéristiques offrent au moteur diesel V6 la propulsion idéale pour l'agilité, la spontanéité, la faible consommation de carburant et une grande autonomie. Le moteur a également une sonorité sportive et une certaine souplesse. Le moteur des modèles S TDI est équipé du compresseur électrique (EPC) et de la technologie hybride légère (MHEV). Les deux systèmes sont intégrés au système électrique principal standard de 48 volts. Pour la première fois sur les S5 TDI, un alterno-démarreur à courroie puissant de 48 volts est la pièce centrale du système hybride léger avec une récupération de puissance maximale allant jusque 8 kW. Un convertisseur DC-DC diminue cette tension pour les composants du système électrique 12 volts. Une batterie lithium-ion compacte de 0,5 kWh, refroidie à l'air et installée sous le plancher du coffre, fait office de centre énergétique.
Le compresseur électrique de l'Audi S5 TDI est nouveau sur ce segment. Il est situé dans une dérivation en aval de l'échangeur et se situe donc à proximité du moteur. De l'extérieur, il ressemble à un turbocompresseur traditionnel. Un moteur électrique compact remplace toutefois la turbine. Avec une puissance de sortie allant jusque 7 kW, il accélère la roue du compresseur jusque 65 000 tr/min en environ 300 millisecondes. Il est activé quand la demande de puissance du conducteur est élevée, alors que l'énergie disponible dans le flux d'échappement pour le compresseur est basse. Si c'est le cas, la valve de déviation se ferme et dirige l'air d'admission vers l'EPC. L'air comprimé s'écoule directement dans la chambre de combustion. Cela permet au conducteur d'exploiter aussitôt tout le potentiel du 3.0 TDI, même à faible vitesse, qu'il soit en train de dépasser un autre véhicule ou d'accélérer dans un virage. La technologie augmentant le couple à la limite inférieure de la plage de régime, elle offre des régimes moteur plus bas et des rétrogradations moins fréquentes en conduite décontractée. D'un départ arrêté, le nouveau modèle S dépasse rapidement de plusieurs mètres les véhicules comparables sans EPC.
Le système hybride léger des modèles S, qui est également intégré au nouveau système électrique de 48 volts, est capable de réduire la consommation de carburant du client de pas moins de 0,4 litre par 100 kilomètres. Un alterno-démarreur à entraînement par courroie avec système de refroidissement par eau est installé sur le devant du 3.0 TDI et est connecté au vilebrequin par une courroie Poly-V particulièrement résistante. L'alterno-démarreur génère une puissance de récupération atteignant 8 kW et 60 Nm de couple. Il interagit étroitement avec le moteur TDI qui, dans de nombreuses situations, peut donc être exploité plus près de son point de charge idéal, améliorant ainsi l'efficience. Si le conducteur lève le pied de l'accélérateur alors qu'il roule à une vitesse comprise entre 55 et 160 km/h, la voiture peut rouler en roue libre pendant 40 secondes maximum avec le moteur complètement éteint. La batterie lithium-ion continue de fournir de l'électricité. Ce système de gestion du moteur décide dans chaque situation s'il est plus efficace de passer en roue libre ou en récupération d'énergie cinétique. Pour ce faire, il utilise les informations du système de navigation et des capteurs. L'énergie récupérée par l'alterno-démarreur en roue libre et lors du freinage est dirigée vers l'unité de stockage de 48 volts ou directement vers les consommateurs électriques. Non seulement le système hybride léger réduit la consommation de carburant, mais il offre également plus de confort. Le démarreur traditionnel est uniquement utilisé pour le démarrage de la voiture, lorsque l'huile de moteur est froide et nécessite davantage de puissance. Lorsque le conducteur appuie à nouveau sur l'accélérateur après une période en roue libre ou à l'arrêt, l'alterno-démarreur redémarre le moteur à combustion. Le système démarre lentement ou très rapidement en fonction de la demande du conducteur et de la situation. L'opération start-stop commence à 22 km/h. À l'arrêt, le moteur redémarre dès que la voiture de devant commence à avancer, même si la pédale de frein est toujours enfoncée.
Le 3.0 TDI transmet sa puissance à une boîte tiptronic à huit rapports extrêmement rapide et d'une grande souplesse. Ses vitesses inférieures offrent des rapports courts et sportifs, alors que les vitesses supérieures sont longues pour diminuer les tours et la consommation de carburant. Le système de transmission intégrale quattro permanente transfère la puissance du moteur de la boîte tiptronic à huit rapports vers les roues. Un différentiel central de verrouillage automatique est au cœur de la transmission de l'Audi S5 Coupé TDI et S5 Sportback TDI. Il distribue normalement le couple entre les essieux avant et arrière selon un rapport de 40/60. Quand une roue perd de la traction, la majorité de la puissance est dirigée vers l'essieu présentant la meilleure adhérence, jusque 70 % vers l'avant ou jusque 85 % vers l'arrière. Le différentiel sport en option optimise davantage la tenue de route. Dans un virage abordé de manière dynamique, le différentiel sport pousse littéralement la voiture dans le virage et évite qu'elle ne sous-vire. Lors d'un virage ou d'une accélération dans un virage, la majorité du couple est envoyé vers la roue arrière extérieure. Dans les courbes prises de façon sportive, le différentiel sport garantit une tenue de route précise et stable, offrant ainsi une agilité remarquable. L'intégration au système de sélection du mode de conduite Audi drive select permet aussi au conducteur de choisir entre différents réglages de différentiel sport.
L'amortisseur sophistiqué contribue à la dynamique des modèles S. Avec un rapport de 15,9:1, la direction est directe et dispose d'un système d'assistance électromécanique spécifique au modèle S. Il supprime les secousses désagréables tout en communiquant des informations utiles au volant. Audi offre également la direction assistée dynamique en option.
Des surfaces larges, des contours vifs, un jeu d'ombre et de lumière : le design extérieur de la S5 s'inscrit dans le design moderne d'Audi. Sur les S5 Coupé et S5 Sportback, la ligne d'épaulement continue se courbe avec dynamisme au-dessus des passages de roue. C'est un signe du système de transmission intégrale quattro. La calandre Singleframe large et basse comprend des lamelles en aluminium en 3D et est dotée de phares LED de série. Le pare-chocs avant est galbé et présente un effet 3D marqué. Des barrettes en forme de U structurent les larges prises d'air pentagonales qui sont partiellement comblées de grilles alvéolées. À leur extrémité externe, des ouvertures séparées dirigent l'air vers les passages de roue, où il glisse le long des roues pour une meilleure aérodynamique. Une ailette horizontale à l'aspect aluminium forme le bord inférieur du nez.
Les S5 Coupé TDI et S5 Sportback TDI rendent la conduite encore plus décontractée et confortable grâce à un large éventail de systèmes d'aide à la conduite. Certaines solutions font partie des fonctionnalités de série. Les systèmes disponibles en option peuvent être commandés séparément ou dans les packs Parking, City, et Tour. Les points forts comprennent le régulateur de vitesse adaptatif avec Traffic Jam Assist, l'assistant d'évitement de collision, le Turn Assist et le Rear Cross Traffic Assist. Les modèles de l'Audi S5 avec moteur TDI seront disponibles sur le marché européen à partir de mai 2019. L'équipement de série comprend les options populaires de l'Audi A5, comme les phares LED avec clignotants arrière LED dynamiques, la suspension Sport à réglage spécifique S avec suspension et amortissement plus fermes, les jantes de 18 pouces, les sièges avant sport avec réglage électrique, alcantara et logo S embossé, ainsi que les pare-chocs sportifs.
