Technologietransfer von der Formel E in die Serie - Enge Verzahnung

Der Techniktransfer von der Formel E zu den Serienmodellen ist deutlich intensiver, als das bei der Formel 1 der Fall ist. Die Rennsport- und die Serien-Ingenieure arbeiten Hand in Hand und erste Erfolge dieser Kooperation sind bereits in Alltagsautos verbaut.

Bei der Entwicklung des Antriebsstrangs, der in der Formel E für Furore sorgt, nutzt die Motorsport-Abteilung die Expertise der BMW Group bei der Elektrifizierung. Daher arbeiten die Rennsport-Ingenieure mit ihren Kollegen aus der Serienentwicklung enger als man es aus anderen Rennserien kennt, zusammen. Die Spezialisten aus der Rennserie kümmern sich um den gesamten Hochvoltbereich: Zum Beispiel die Bauteile des Elektromotors und des Inverters. Die Verwandtschaft zwischen einem BMW i3 und dem BMW iFE.18 erstreckt sich auf alle Bereiche des Fahrzeugs. Zum Beispiel kommt die Steuerungssoftware auf der Hochvolt-Seite, die den E-Motor nach dem Inverter ansteuert, sowohl im BMW iFE.18 als auch im BMW i3 zum Einsatz.

\"Wir haben die Software direkt aus dem BMW i3 übernommen und nutzen sogar den gleichen Basiscode für den Elektromotor in der Formel E\", verdeutlich BMW Motorsport-Direktor Jens Marquardt. Auch der Mini Cooper SE profitiert von dem Software-Knowhow der Formel E-Ingenieure, da der Elektromotor in den Grundzügen der gleiche wie im Rennwagen ist. Auch wenn der Motor eines Formel-E-Boliden nicht einfach in ein Serienmodell gepackt wird, bringt der Motorsport jede Menge Erfahrung für die Straßenfahrzeuge. Schließlich wird in der Rennserie die Technik bis ans Limit ausgereizt. Das betrifft vor allem die Temperatur beziehungsweise das Thermomanagement. Gerade bei der Kühlung schauen die Ingenieure der Serienmodelle ihren Kollegen genau über die Schulter. \"Das Thermomanagement ist wichtig für die Serienentwicklung. Wir sammeln bei der Formel E Erfahrungen im Hochleistungseinsatz. Davon profitieren auch die Serienmodelle\", sagt Jaguar Teamchef James Barclay. Laut Formel-E-Insidern soll bei BMW das Kühlkonzept besonders effizient sein und jetzt schon als Blaupause für die nächsten Elektromotoren herhalten.

Natürlich sind die Anforderungen an einen Serienmotor andere, als die, die an ein Motorsport-Hochleistungsaggregat gestellt werden. Aber die Standfestigkeit eines Triebwerks lässt sich auch bei der Elektromobilität leichter erreichen, wenn man Erfahrungen im Renneinsatz gesammelt hat. \"Wir sind mit dem Elektroantrieb in der Formel E ganz weit gesprungen, wissen, was geht und die Kollegen aus der Serie skalieren das jetzt einfach runter\", sagt Jens Marquardt. Bei Jaguar setzt man großen Wert auf die Prozesse. \"Auch wenn die Teile nicht alle eins zu eins in der Serie übernommen werden, der Prozess, mit dem wir Verbesserungen identifizieren, ist sehr nahe dran an dem für die Serienentwicklung\", so James Barclay. Letztendlich lernt man in der Formel E, wie man einen leichten, effizienten und kompakten Motor baut und nimmt dieses Wissen mit, um die Alltagsfahrzeuge zu optimieren.

Bei den Elektromotoren ist die Wissensbasis noch bei weitem nicht so ausgereizt, wie bei das bei den Verbrennern der Fall ist. Jens Marquardt erklärt: \"Alles, was wir an der Hochvoltseite an Verbesserungen in Bezug auf Effizienz, Steuerung und Regelgüte und Geschwindigkeit angeht, können wir eins zu eins in die Serie übernehmen.\" Der Techniktransfer bezieht sich aber nicht nur auf zukünftige Projekte, sondern findet beim BMW i3 zu Beispiel durch Updates statt, die von der Formel E beeinflusst sind. Ein konkretes Beispiel sind die Inverter. Diese Bauteile sind dafür verantwortlich, dass der Motor während des Fahrbetriebs mit ausreichend Strom versorgt wird. Aktuell setzt man im Serienauto auf Silizium-Inverter, doch bei der Formel E kommen solche mit Siliziumkarbit-Halbleitern zum Einsatz, die bei der Schaltspannung und -geschwindigkeit, Schaltverluste und Baugröße neue Maßstäbe setzen. Diese Bauteile verbessern die Effizienz von Elektromotoren, sind aber noch teuer. Wenn diese Technologien industrialisiert werden, werden sie auch den Weg in zukünftige E-Maschinen finden und deren Reichweite erhöhen.

Die Rekuperation wird in der Formel E händisch durch den Fahrer erledigt, bei Serienautos regelt das das System. Trotzdem helfen auch da die Erfahrungen aus dem Rennsport den Technikern, die an den Alltagsautos tüfteln, weiter. \"Wenn man die Rekuperation manuell optimal hinbekommt, dann hilft das auch, automatisiertes Multi-Layersystem zu verbessern\", zeigt Jens Marquardt die Zusammenhänge auf. Beim zukünftigen Elektro-Hypercar Lotus Evija, der 2020 erscheinen soll, zeigt sich die Technik-Strahlkraft der Formel E auch beim Ladevorgang. Die Batterien des 2.000 PS starken Elektroflitzer kommen von Williams Engineering, die auch die Stromspeicher für die Formel E liefern. Das Laden der Akkus ist mit 800 Kilowatt möglich, eine Zahl, die alles bisher Dagewesene in den Schatten stellt. Damit sind die Batterien in 18 Minuten wieder randvoll und der Lotus Evija kommt 400 Kilometer weit.