對於電動車款來說穩定且可靠的充電系統是不可或缺的神經中樞，e-tron如何透過完美運作的先進智能充電與熱能管理系統，提供車輛足夠電能以滿足不同的行駛需求，而且 e-tron 還使用最高達150 kW的DC直流充電方式，30分鐘內即充滿80%的高效充電功率，其先進充電系統更可同步對鋰電池模組進行複雜的熱能管理，這正是Audi最引以為傲之處！e-tron 的充電系統運用多項先進創新科技，以e-tron 55 quattro 為例，裝設於座艙下方的高容量鋰電池組總重量約 700 kg，由36個電池芯模組所構成 (e-tron 50 quattro 為23個)，每一個模組再由12個帶狀小電池所組成，體積為長2.28 m x 寬1.63 m x 高0.34 m，透由超過35組堅固的螺栓鎖附於車體底部，其安裝位置與車身配重均經過縝密考量。整套電池芯模組固定於封裝座上的擠型式隔層結構中，不僅能夠有效吸收撞擊負載，同時確保意外發生時不會因電池爆炸導致立即性危險。最上層鋁合金封裝蓋具備極佳的密封效果，至於熱能管理系統則是整合在最下方車身底板防護層，提供電池芯模組堅實的安全防護，讓高效率的充電系統得以完美運作。
在充電曲線方面，e-tron高效率的充電系統發揮強大優勢，透由輸出功率為150 kW的HPC (High Power Charging) 高原式充電曲線。在理想條件下，當智能充電管理系統開始降低電流之前，大部分電動車會以最大輸出功率的狀態進行充電，然而這些充電系統通常僅限於在“峰值”這段極短時間內達到最大輸出功率，Audi e-tron高效充電系統的最主要區別在於，系統會在充電容量達到70％門檻之前即大幅降低其輸出功率；這項特性在日常用車時提供了顯著的優勢，透由Audi極速充電站的直流高功率充電服務，僅需充電10分鐘其續航里程即可行駛約115公里，而從0% 充電至 80% 電力也僅需約30分鐘，整個充電過程約45分鐘即可完全充飽電力，不僅為E-tron提供穩定而高效率的高原式充電曲線，並且能以最高達150 kW 之充電功率覆蓋大部份充電過程，大幅減少充電所需時間。
e-tron50 quattro和 55 quattro 配置的水冷式高容量鋰電池組，可分別儲存71 kWh (50 quattro) 與95 kWh (55 quattro) 總電量，搭配先進熱能管理系統，大幅提升整體充電效率。這套系統能在車輛行進間、電池模組持續供應電能時，根據低速行駛和高速或激烈操駕等不同負載情況，提供不同程度的降溫需求；僅需較低的降溫需求時，系統會透過低溫冷卻器以冷卻電池和充電器，若需要較高的降溫需求，則系統會迅速透過制冷器加以進行冷卻。整套冷卻循環迴路的管線總長度達40米，透由四組冷卻循環迴路(內部共需填充22公升冷卻劑)，可確保e-tron的電池芯模組，即使在高應力水平或低溫情況下，溫度也能維持在攝氏25至35度的最佳範圍內。高效率熱能管理系統即使在重負載下，也能確保DC直流高功率充電的運行，內建的加熱幫浦可有效運用高壓電池模組運作時，所產生的熱能來保持車廂內部的溫暖，提供鋰電池芯模組更長的壽命及出色的重複充放電效能，根據實際行駛環境的溫度不同，可為e-tron 的續航里程提高多達10％。
