Am kommenden Wochenende startet die FIA Formel E in die neue Saison. Dabei kommen erstmals die futuristischen "Generation 2" Boliden zum Einsatz. Wie diese Rennserie funktioniert, was das Besondere daran ist und vor allem welche Technik dahinter steckt, beleuchten wir für euch am Beispiel des Venturi Teams.

Love it or hate it?

Seit vier Jahren erregt die rein elektrische Formel E die Gemüter der Motorsport-Fans. Dabei wird das Thema durchaus kontrovers diskutiert, denn bei weitem nicht jeder kann sich mit dieser Art Rennsport ohne Motorsound anfreunden. Auch wir von Vau-Max.de sind ja ausgewiesene Petrol-Heads und lieben eigentlich den Lärm und die typischen Gerüche von sportlichen Verbrennungsmotoren. Allerdings kommt man in den heutigen Zeiten am Thema E-Mobilität nicht mehr vorbei. Und gerade der Rennsport liefert hier doch viel Potenzial, um Begeisterung zu wecken. Auch viele Hersteller haben die Formel E als Marketing-Plattform und technologische Spielwiese entdeckt. Deswegen begleiten wir die fünfte Saison der FIA Formel E, um euch auch dieses Thema näher zu bringen. Am Beispiel des Team Venturi, das vom deutschen Technologie-Konzern ZF mit der Antriebstechnik versorgt wird, tauchen wir tief in dieses Thema ein. Venturi konnte für die kommende Saison zwei Top-Piloten verplichten. Neben dem Ex-DTM-Piloten Edoardo Mortara, der bereits im letzten Jahr für das Team am Start war, bestreitet Formel-1-Urgestein Felipe Massa seine ersten elektrischen Rennen.

High Technology vom Spezialisten ZF

Seit 2016 verbindet ZF und Venturi eine offizielle Technologiepartnerschaft in der FIA Formel E. Für die fünfte Saison hat ZF nun einen elektrischen Antriebsstrang für Venturi entwickelt, der neben dem elektrischen Motor auch ein neu entwickeltes Getriebe sowie die Leistungselektronik umfasst. Intensivere Rennen ohne Fahrzeugwechsel, noch stärkerer technischer Wettbewerb ­­­– den gestiegenen Anforderungen trägt der neue ZF-Antriebsstrang durch höhere Effizienz, geringeres Gewicht und noch bessere Leistungsdaten Rechnung.

Spielwiese für Branchen-Größen

Die weltweit erste Rennserie für rein elektrisch angetriebene Formelfahrzeuge erfreut sich immer größerer Beliebtheit. Nachdem sich Hersteller wie Audi, Jaguar und Mahindra bereits werksseitig engagieren, steigen in der fünften Saison auch BMW und Nissan mit einem Werksteam in die Serie ein. Für die sechste Saison planen Mercedes und Porsche den werksunterstützten Einstieg in die Formel E.

Kein Fahrzeugwechsel mehr durch mehr Batteriekapazität!

Das neue Reglement bringt dieses Jahr viele Veränderungen mit sich: Das sogenannte Gen2-Fahrzeugfeiert seine Premiere auf der Strecke und weist die doppelte Speicherkapazität des bisher eingesetzten Gen1-Fahrzeugs in der Batterie auf.Es kann also ein gesamtes Rennen ohne den bisher obligatorischen Fahrzeugwechsel zur Mitte des Rennens absolvieren. Das Gen2-Fahrzeug hat eine Leistung von 250 kW, beschleunigt in 2,8 Sekunden von 0-100 km/h und weist eine Höchstgeschwindigkeit von 280 km/h auf.  

Die Zusammenarbeit wird ausgeweitet

Die Kooperation von ZF mit dem monegassischen Rennstall Venturi umfasste bislang die Belieferung mit Stoßdämpfern sowie die Entwicklung eines neuen Getriebes für die vierte Saison. Mitte Dezember geht Venturi nun erstmals mit einem komplett neu entwickelten Antriebsstrang von ZF an den Start. Der Antriebsstrang umfasstneben einem verbesserten Getriebe nun auch eine neu entwickelte Leistungselektronik sowie den elektrischen Motor.

„Die Entwicklungsgeschwindigkeit im professionellen Rennsport ist enorm hoch.Da die Anforderungen an das Gesamtsystem lange Zeit offen waren, hatten wir in unserer Entwicklungsarbeit viele kurzfristige Änderungen und Designschleifen zu berücksichtigen“, erläutert Tobias Hofmann, Technischer Projektleiter elektrischer Achsantrieb FormulaE. „Entscheidend für den Erfolg war am Ende die gute, konzernweite Zusammenarbeit. An der Entwicklung des Antriebsstrangs waren neben der Division E-Mobility auch ZF Race Engineering sowie die ZF-Vorentwicklung maßgebend beteiligt.“

Klassisches Know-how trifft Zukunftstechnologie

Das Gesamtsystem ist der erste elektrische Antriebsstrang von ZF, der rein für einen Einsatz im Motorsport entwickelt wurde. Neben einer extremen Leistungs- und Momentendichte erreicht der Formel E-Antriebsstrang auch einendeutlich höheren Wirkungsgrad als in Serienanwendungen üblich. Die Leistungsdaten aus der vierten Saison werden in nahezu allen Kennzahlendeutlich übertroffen. Das Zusammenspiel bezüglich der Lagerung des E-Motors und Getriebes wurde zudem in einem völlig neuen Konzept umgesetzt.

Da die Motorleistung in der Formel E reglementiert ist, kommt der Leistungsübertragung eine entscheidende Rolle zu. „Um im Kampf um die besten Rundenzeiten wettbewerbsfähig zu sein, haben wir das Getriebe nochmals deutlich weiterentwickelt. Das neue Getriebe setzt erstmals auf ein Ein-Gang-Konzept sowie neue Materialien, wie zum Beispiel eine metallische Leichtbaulegierung für das Gehäuse. Mit dem neuen Konzept konnten wir nochmals eine deutliche Gewichtsersparnis von nahezu 40% im Vergleich zur Vorsaison erzielen.“, sagt Hofmann. „Zudem konnten wir mit unserem neuen Antriebsstrang den Wirkungsgrad spürbar steigern.“

Der ebenfalls neu entwickelte Inverter ist die erste ZF-eigene Leistungselektronik mit Hochleistungs-Silicium-Carbid Modulen. Das Gehäuse des Inverters besteht komplett aus Kohlefaserkunststoff (Carbon). Die intelligente Regelungssoftware basiert auf jahrelanger Erprobung in der Serie und wurde speziell an die besonderen Anforderungen im Motorsport angepasst.

Norbert Odendahl, Geschäftsführer von ZF Race Engineering, freut sich auf eine spannende Saison: „Neben unseren klassischen Kernprodukten im Motorsport wie Stoßdämpfern und Kupplungen wollen wir nun auch mit dem neuen,elektrischen ZF-Antriebsstrang unsere Kompetenz im Spitzenmotorsport und insbesondere in der E-Mobilität unter härtesten Bedingungen unter Beweis stellen. Die Formel E ist dafür die optimale Plattform.“

HWA als Vorbote von Mercedes mit ZF-Technik

Mit identischer Technik startet das Team HWA Racelab in der Formel E. Das Ex-DTM-Team von Mercedes-Benz steigt in dieser Saison als Venturi-Kundenteam in die elektrsiche Rennserie ein, um den Werkseinsatz mit Mercedes-Benz im kommenden Jahr vorzubereiten. Die beiden Boliden werden vom amtierenden DTM-Champion Gary Paffett sowie Formel-1-Umsteiger Soffel Vandoorne gesteuert. Dabei steckt auch in diesen Autos der komplette Antriebsstrang inklusive Leistungselektronik von ZF.

Bilder: Venturi, HWA

Mehr über ZF unter: Zukunft der Mobilität