Premiere für elektrischen ZF-Antriebsstrang in der Formel E

13.12.2018 Friedrichshafen/Monte Carlo. 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.

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.

Das neue Reglement bringt dieses Jahr viele Veränderungen mit sich: Das sogenannte Gen2-Fahrzeug feiert 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. Für Venturi gehen dieses Jahr der ehemalige Formel-1-Fahrer Felipe Massa (BR) sowie Edoardo Mortara (SUI) auf Punktejagd. Das deutsche Team HWA Racelab steigt ab sofort als Kundenteam von Venturi in die Formel E ein und bezieht seine Fahrzeuge vom monegassischen Team. Somit kommt der elektrische ZF-Antriebsstrang in der neuen Saison gleich in vier Fahrzeugen des Starterfeldes zum Einsatz.

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 umfasst neben 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 Formel E. „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 einen deutlich höheren Wirkungsgrad als in Serienanwendungen üblich. Die Leistungsdaten aus der vierten Saison werden in nahezu allen Kennzahlen deutlich 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 Prozent 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.“