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Porsche Formel E: So will der Elektro-Rennstall siegen

Porsche Ingenieur Max Fiolka im Interview mit Wolfgang Rudschies
Formel E-Auto im Porsche Entwicklungszentrum Weissach ∙ © Porsche

Im Sparmodus zum Sieg: Nun mischt auch Porsche in der Königsklasse der Elektro-Rennwagen mit. Besuch in der Motorsport-Schmiede des Sportwagenherstellers.

  • Werksbesuch bei Porsche: Die Technik der Formel E-Renner

  • Elektrifizierung im Motorsport ist nicht aufzuhalten

  • Formel E wird auf Effizienz und Nachhaltigkeit getrimmt

Ländlich-idyllisch ist es hier. Aber dann, 25 Kilometer vor den Toren Stuttgarts, taucht ein gewaltiger Industriekomplex auf: das Porsche Entwicklungszentrum von Weissach. Regelmäßig fahren hier Porsche Taycan Cross Tourismo durch das Werkstor – das ist der neueste Elektro-Sportwagen von Porsche, die Kombiversion des Taycan.

Seit 1971 werden die Karosserie-Designs und Techniken für die jeweils nächste Fahrzeug-Generation in Weissach erdacht und entwickelt. Hier ist an jeder Ecke Auf- und Umbruch zu spüren. Der Standort Weissach wird seit Monaten um- und ausgebaut. Ein neuer Zeitabschnitt hat begonnen: die Ära des elektrifizierten Antriebs.

Mehr als 7000 hochqualifizierte Mitarbeiter sind aktuell in Weissach beschäftigt. Aber es sollen an diesem Standort noch mehr werden. Gesucht werden vor allem Experten für Software und künstliche Intelligenz – die zukünftig wichtigsten Themenfelder der Autoindustrie.

Heilige Hallen des Motorsports

Inmitten des Entwicklungszentrums für die Serienautos befindet sich die Entwicklungsabteilung des Motorsports. Die Hallen, in denen heute die Renner für die Formel-E zusammengeschraubt werden, sind clean und aufgeräumt wie ein moderner Operationssaal im Krankenhaus.

An den Wänden funkeln die letzten Pokale der Sportwagen-Serie und der 24-Stunden-Rennen von LeMans. Daneben die auf den Siegerpodien leer gespritzten Schaumweinflaschen. Sie wirken wie Mahnmale der Botschaft „Porsche – die Marke der Sieger“ .

Max Fiolka kann die Erfolgs-Geheimnisse der Formel-E-Rennserie erklären. Fiolka ist Powertrain-Ingenieur und bei jedem Rennen dabei. Er spricht davon, dass die Formel E eine sehr spezielle Rennserie sei. Alles dreht sich um Kosten- und Energie-Effizienz. Viele Teile des Rennautos werden als Einheitsteile an die Teams geliefert.

Das betrifft auch das komplette Chassis. Die Batterie kommt von McLaren. Die Räder sind von Michelin, auch die Bremsen werden als Einheitsteil zugeliefert. Und – man mag es kaum glauben – die Batterie zur Stromversorgung der Bordelektrik ist eine herkömmliche 12-Volt-Batterie. All das helfe, die Entwicklungskosten in der Formel E nicht ausufern zu lassen, sagt Ingenieur Fiolka.

Technik und Bauteile in der Formel E

An einem der Besichtigungsobjekte in der Halle fehlt das komplette Heck, in dem Akku und Antriebsstrang untergebracht werden. Auch die "Nase" mit den Flügeln für den notwendigen Anpressdruck sowie die Räder und sämtliche aerodynamischen Seitenteile sind nicht montiert.

Fiolka sagt: "Klar könnten wir auch das Monocoque selbst entwickeln. Aber der Einsatz von kohlefaserverstärkten Monocoques ist aktuell bei Serienfahrzeugen mit hohen Stückzahlen in der Regel nicht rentabel. Der Kostenaufwand rechtfertigt den Nutzen also kaum. Ein Kunde in einem Serienauto braucht auch keinen gewaltigen aerodynamischen Abtrieb, um schnellstmöglich durch die Kurve zu kommen."

Viel wichtiger sei ein effizienter Antrieb, um mit dem begrenzten Energieinhalt der Hochvoltbatterie möglichst weit fahren zu können. Den Akku für das Formel-E-Auto darf das Team um Fiolka nicht modifizieren, aber das ganze Drumherum, das ein Elektroauto schnell und effektiv macht.

Man merkt schnell: Für den Ingenieur Max Fiolka wie für seinen Arbeitgeber Porsche scheint es immens wichtig zu sein, dass alles, was für die Formel E entwickelt wird, auch eine hohe Relevanz für die Serienautos haben soll. Und es ist ja auch sinnvoll, dass sich Motorsport- und Serienentwicklung gegenseitig befruchten.

Wie wichtig ist eine eigene Akku-Entwicklung?

Dann geht Fiolka doch noch in die Offensive, und zwar bei der Frage, ob er den Akku lieber bei Porsche selbst entwickelt sehen würde. Schließlich ist der Akku das leistungsdefinierende Bauteil in einem elektrischen Antriebsstrang. „Die Eigenentwicklung hätte Vor- und Nachteile. Ein Vorteil wäre die mögliche Innovationsbeschleunigung, die wir als Teil unserer Firmen-DNA ansehen. Hohe Kosten und ein verzerrter Wettbewerb würden der Formel E aber eher schaden.“

Denkbar wäre, dass der internationale Automobilsportverband FIA den Herstellern eines Tages erlaubt, eigene Batterien zu entwickeln. Der dadurch entstehende Wettbewerb würde aber vermutlich ein finanziell riskantes Wettrüsten bedeuten. Kleine Hersteller könnten da niemals mithalten. Und Privatteams schon gar nicht.

Formel-E-Saison 2020: Zehn Werksteams am Start

Dass die Formel E ein möglichst breites Feld an Teams braucht, um die Zuschauer zu fesseln, darauf hebt Pascal Zurlinden ab. Der Motorsport-Direktor bei Porsche erklärt: „Zehn Hersteller auf dem Niveau einer Weltmeisterschaft, das gibt es sonst nirgends. Und deshalb ist es richtig, wenn uns Privatteams anfragen, dass wir sie mit einem Porsche-Antrieb beliefern. So ist das vorgeschrieben im Reglement, zu einem Preis, der ebenfalls festgeschrieben ist. So schafft man es, die Kosten zu begrenzen und die Rennserie für viele offenzuhalten.“

Die Formel-E-Saison 2020 ist für Porsche das berühmte erste Lehrjahr. Höhen und Tiefen, Lichtblicke und Enttäuschungen sind programmiert. Kein Wunder also, dass es genau so gekommen ist. Die Saison hat durchwachsen angefangen, wenn man auf die Resultate schaut. Zurlinden sieht die Situation wie vor Beginn der Saison: „Natürlich will man immer gewinnen. Aber man muss realistisch sein. Am Ende der Saison sind wir zufrieden, wenn wir genügend Chancen aufs Podium hatten.“ Um dann zuzugeben: „Ab der zweiten Saison wird der Erfolgsdruck für uns sicher größer.“

Segeln ist effizienter als Rekuperieren

Den Erwartungsdruck zu siegen kennt Porsches Formel-E-Pilot André Lotterer. In den letzten zwei Jahren ist er mit dem erfolgreichen Team DS-Techeetah gefahren und hat dort mehrmals einen Podestplatz geholt. Seine Erfahrungen in der Formel E sind sehr wertvoll für Porsche: „Im Rennen müssen wir zwischen 25 und 35 Prozent Energie sparen. Und da gibt’s verschiedene Möglichkeiten.“

Es komme darauf an, an welchem Punkt der Fahrer vom Gas gehe und wie viel der Fahrer das Auto segeln lasse bis zum nächsten Bremspunkt. Außerdem gebe es die Möglichkeit, Bremsbalance und Rekuperationskraft zu verstellen.

Lotterer: „Vorne ist die Bremse hydraulisch, hinten ist sie elektrisch, und an der Hinterachse sitzt der Elektromotor, mit dem wir rekuperieren. Immer, wenn die Bremskraft des E-Motors hinten nicht stark genug ist, dann aktivieren wir auch die Bremsscheiben dazu. Über die Knöpfe am Lenkrad kann ich vor jeder Kurve eine andere Einstellung vornehmen. Und man muss alles immer blitzschnell entscheiden.“

Welchen Anspruch stellt Lotterer an sich selbst? Wann ist er mit seiner Leistung zufrieden? Antwort: „Man kann mit seiner Leistung nie zufrieden sein – es sei denn, man ist Champion.“

Rennsimulator: Für Training und Strategie

Im Vorfeld jedes Formel-E-Rennens wird am Simulator eine Rennstrategie entwickelt. Grundsätzlich sei das Segeln am effizientesten, erklärt Lotterer. „Aber wenn man zu früh vom Gas geht oder zu früh bremst, ist man zu langsam. Man muss einfach immer das Optimale herausholen: so viel Geschwindigkeit wie möglich mit so wenig Energie wie möglich.“

Oft stellen die Mannschaften während des Rennens jedoch fest, dass sie ihre Strategie komplett ändern müssen. „Something went wrong“, heißt es hinterher an der Box. Aber das ist nicht die ganze Wahrheit bei der Herausforderung für die Fahrer. Nach dem Rennen von Valencia meint Lotterer halb entschuldigend, halb zerknirscht: „Sobald du ans Limit des Autos gehst, ist die Wand schon da.“ Genau diese Schwierigkeiten machen die Faszination des Formel-E-Motorsports aus.

Aus der Perspektive des Ingenieurs gibt es noch etwas anderes, was fasziniert, wie Max Fiolka erklärt. Das hänge damit zusammen, dass ein Serienauto eigentlich immer im Teillastbereich unterwegs sei. Deshalb werde der Serienmotor auch daraufhin entwickelt. „Im Rennsport optimieren wir den Motor dahin, dass er im Volllastbereich effizient ist. Da ergänzen sich Motorsport- und Serienentwicklung optimal.“

Dass die Formel E angesichts von Motoren mit maximal 250 kW Leistung ein Motorsport mit gebremstem Schaum sei, will Fiolka nicht gelten lassen. „Das Leistungsgewicht eines Formel E ist 2,65 Kilogramm pro PS. Ein Porsche 911 GT3 S hat 2,74 Kilo mitzuschleppen. Es wird total unterschätzt, wie schnell so ein Formel-E-Auto wirklich ist.“ Und: „Der elektrische Antrieb in einem Formel E hat einen viel höheren Wirkungsgrad als ein Antrieb mit Verbrennungsmotor.“ Denn da gehe die meiste Energie in Wärme verloren. Sein immens hoher Wirkungsgrad mache die eigentliche Faszination des E-Antriebs aus.

Formel E: Alle Infos zur Saison 2019/2020