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  • 15.07.2016 · 13:18

Ohne sie geht nichts: Die Batterien der Formel E im Blickpunkt

Zum wichtigsten Teil eines Formel-E-Autos gehören die Batterien: Williams-Technikchef Paul McNamara spricht über die Herausforderung und die Zukunft

(Motorsport-Total.com) - Jedes Rennen gewonnen, und doch selten erwähnt: Williams hat sich schon früh in der Formel E engagiert, um die Batterien für die Elektroserie auszurüsten. Durch seine Erfahrungen mit Williams Advanced Engineering war die britische Traditionsschmiede gut gerüstet für den Auftrag und konnte sich in den ersten beiden Saisons noch weiterentwickeln. Welche Herausforderungen es gab und wie die Entwicklung aussieht, verrät Technikchef Paul McNamara.

Batterie

Die Batterien der Formel E müssen im Rennen so einiges leisten Zoom

Frage: "Herr McNamara, wo liegen die wichtigsten Durchbrüche nach zwei Jahren Formel E?"
Paul McNamara: "Für uns fungiert die Formel E als Testgelände für Hochleistungsbatterien in harten Umgebungen. Wir konnten unsere Kühlsysteme, Ladungslaufzeiten und Moduldesigns vollständig testen und validieren und diese Technologie dann bei anderen Projekten außerhalb des Motorsports anwenden."

"Eines der Hauptprobleme, das wir angehen wollten, waren die Anforderungen durch Vibrationen und Streckenbelastungen der Straßenkurse in der Formel E. Weil neue Formel-E-Strecken speziell für die Serie auf öffentlichen Straßen gebaut werden, mussten wir für unser Originaldesign eine Reihe an Vermutungen ohne jegliche Daten aufstellen. Eine weitere Schwierigkeit war das Wärmemanagement, wenn man bedenkt, dass sich die Batterien in einem harten Umfeld wie einer Rennstrecke extrem schnell erhitzen."

"Mit der realen Erfahrung über zwei Saisons konnten wir in diesen beiden Bereichen aber einige Verbesserungen erzielen. Ein weiterer Durchbruch war für uns der Leistungsschub zwischen der ersten und zweiten Saison. Im zweiten Jahr haben die Batterien im Rennen mit 25 Prozent mehr Leistung gearbeitet, als ursprünglich designt. Das war eine harte Aufgabe, aber wir konnten die Batterien dennoch erfolgreich fahren - trotz der erhöhten Anforderung."


Zu Gast bei Batterie-Entwickler Williams

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Frage: "Was waren die größten Herausforderungen?"
McNamara: "Die zwei größten Herausforderungen beim Bau der Batterien für die Formel E waren die Kühlung und die Haltbarkeit. Durch die Natur der Strecken und Orte beeinflussen beide Aspekte die Performance der Batterie. Zum Beispiel ist Wärmeregulierung bei Rennen mit hohen Außentemperaturen ziemlich wichtig. Alle Zellen einer Batterie arbeiten in Reihe, also muss jede Zelle gekühlt und gut kontrolliert werden, damit sie eine gute Leistung bringt. Weil Stadtkurse zudem ziemlich wellig sind, ist die Instandhaltbarkeit ebenfalls ziemlich wichtig. Aber weil wir in jeder Saison lernen, konnten wir bereits einige Features für verbesserte Performance und Zuverlässigkeit neu designen."

Frage: "Was haben Sie während der zweiten Saison in Sachen Performance bemerkt?"
McNamara: "Die Performance war in dieser Saison ziemlich gut. Wie in der ersten Saison hatten wir während eines Rennens nur einen Defekt auf der Strecke. Wir konnten die Batterie einfacher im optimalen Temperaturbereich halten, indem wir maximale Zelltemperaturen aufgestellt und ein Kühlsystem benutzt haben, das die Temperaturen dort gehalten hat, wo wir sie brauchen."

Batterie

Vor allem die Wärmeregulierung ist in der Box ein wichtiges Thema Zoom

"In jeder Session können wir die Batterieperformance und - ganz wichtig - auch die Temperatur jeder einzelnen Zelle messen, um zu überwachen, wie gut das Wärmemanagement arbeitet. Im Grunde werden die Zellen so gut gemanagt, dass wir für jene aus der ersten Saison nach einem Zweitgebrauch schauen. Sie wären für Einsätze mit statischer Lagerung noch gut geeignet - im Gegensatz zu Batterien, die man im Laptop oder im Smartphone findet, weil diese durch weniger Wärmeregulierung eine kürzere Lebensspanne haben."

Frage: "Wie sehen die Ziele für Saison drei aus?"
McNamara: "Die Regeln für die dritte Saison schreiben vor, dass die Batterien die gleiche Leistung im gleichen Paket wie in der zweiten Saison zur Verfügung stellen, von daher werden wir ein Auffrischungsprogramm durchführen. Obwohl wir die Batterie nicht komplett verändern werden, haben wir einige Komponenten neu designt, um die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit noch weiter zu verbessern. Zudem haben wir nach Wegen gesucht, das Gewicht der Batterien zu reduzieren, und so den Teams zu helfen, ihr Gesamtgewicht besser in den Griff zu bekommen."

Frage: "Konnte Williams ein wenig von der Technologie aus der Formel E für andere Projekte nutzen?"
McNamara: "Die wichtigste Wirkung der Formel E war die Möglichkeit, unser vorhandenes Wissen über Batterien zu erweitern. Williams' Erfahrung mit Batterien und Energiespeicherung hat bereits in der Formel 1 begonnen, als wir das KERS für unser Auto entwickelt haben. Danach haben wir die Technologie für das hybride Konzeptfahrzeug Jaguar C-X75 entwickelt und noch mehr über das Verhalten von Batterien erfahren. Aufbauend auf dem Formel-E-Projekt haben wir zudem ein rein elektrisches Konzeptfahrzeug für Aston Martin, den RapidE, und eine Batterie, die eine rein elektrische Version des Range Rover Evoque antreibt, entwickelt. Im Grunde haben wir derzeit einige Projekte mit großen Automobilherstellern am Laufen."

Frage: "Wie sieht die Zukunft für die Formel-E-Batterie aus?"
McNamara: "Meiner Meinung nach wird die Formel E die Grenzen von Ingenieurskunst und Technologie im Motorsportbereich weiter verschieben. Mit steigender Popularität von Elektroautos wird auch das Interesse an elektrischem Rennsport wachsen und eine neue Generation an Fans zu den Rennen bringen - und umgekehrt. Die Meisterschaft ist wirklich eine Innovation für elektrische Straßenautos."

"Wir konnten verschiedene Aspekte testen und validieren, etwa Sicherheitsvoraussetzungen, die eine wichtige Erwägung bei der Schaffung von Elektrofahrzeugen sind. Dinge wie Flammbarkeit, Kühlung, Crashtests und potenzielle Lecks wurden alle in der Formel E evaluiert und beeinflussen unser Design immens, wenn es an die Entwicklung von System für Straßenautos geht."

"Die fünfte Saison wird ein großartiges Beispiel dafür sein, wie die Formel E als Inkubator für Technologie fungiert, denn dann soll es nur noch ein Auto pro Rennen geben - und nicht mehr den derzeit notwendigen Fahrzeugtausch. Wer auch immer die Ausschreibung gewinnt, wird die verfügbare Energie bei der gleichen Masse verdoppeln müssen. Wir haben uns bereits damit befasst, wenn man auf unsere Erfahrung in der Meisterschaft blickt. Mit unserem Wissen aus zwei Rennsaisons haben wir bereits in Erwägung gezogen, welche Veränderungen vorgenommen werden können - inklusive Batterieeinbau, Kühlsystem, Leistungsabgabe und Gewicht."