ZF in der Formel E auf der Überholspur

Ein lang ersehnter Sieg kann im Motorsport Kräfte freisetzen und eine Menge Rückenwind verleihen. Ohne Frage motiviert er, treibt an, macht stolz. Vor allem aber ist er der Lohn und die Bestätigung harter Arbeit. Wie bei der Technologiepartnerschaft zwischen ZF und Venturi in der Formel E: Der Premierensieg durch Edoardo Mortara und der fünfte Platz von Felipe Massa zuletzt beim fünften Saisonrennen in Hongkong bedeuteten das bislang erfolgreichste Rennwochenende. Für ZF ist das Engagement in der Elektroserie grundsätzlich schon ein Erfolg, denn der Technologiekonzern erhält durch das im Rennbetrieb erworbene und erprobte Know-how Impulse, die direkt in die Serienentwicklung einfließen. Und dabei Wettbewerbsvorteile mit sich bringen.

Die seit 2016 bestehende Partnerschaft zwischen ZF und dem Rennstall Venturi stand 2018 vor einer besonderen Herausforderung, denn die Elektroserie startete mit neuen Autos in eine neue Ära. Für ZF bedeutete das: Das Unternehmen entwickelte einen elektrischen Antrieb für das Venturi-Team, der einen elektrischen Motor, ein neu entwickeltes Getriebe und die Leistungselektronik umfasst. Der E-Antrieb für die Boliden des in Monaco ansässigen Teams hat eine Maximalleistung von 250 kW.

Wichtig bei der Entwicklung: Eine Steigerung der Effizienz, eine maximale Gewichtseinsparung und eine hohe Haltbarkeit. Um höchste Effizienz und Gewichtsersparnis miteinander zu verbinden, setzte ZF seine Systemkompetenz ein.

Der E-Antrieb erreicht dank gezielt ausgelegter Übersetzung sowie Leistungselektronik ein extrem niedriges Systemgewicht und einen Wirkungsgrad, der deutlich über dem von Serienanwendungen liegt. Ein niedrigeres Gewicht wird zum Beispiel durch den Einsatz einer metallischen Leichtbaulegierung und Carbon erreicht. Neue Wege bei Kühlung und Schmierung sorgten unter dem Strich für einen größeren Wirkungsgrad und eine höhere Reichweite der Batterie, die seit dieser Saison eine ganze Renndistanz halten muss.

Ein großes Plus: "Erfahrungen, die wir mit der Racing-Anwendung gemacht haben, werden vielfach Auswirkungen auf künftige ZF-Produkte haben", sagt Jörg Grotendorst, Leiter der ZF-Division E-Mobility. Ein Beispiel ist das Siliziumcarbid in der Leistungselektronik, dessen Serieneinsatz ZF in etwa drei bis vier Jahren plant.

Alles an Erfahrungen und Daten, die ZF in der Formel E mit jedem Kilometer sammelt, fließt direkt in die Weiterentwicklung dieser neuen Technologie ein. Und das ist eine Menge: Im Laufe einer Saison kommen bei 13 Rennen immerhin über 5.000 Renn- und Qualifying-Kilometern zusammen. Auch Konzepte, die ZF zunächst speziell für den Motorsport entwickelt hat, sollen nach und nach in Serienanwendungen zum Einsatz kommen, so beispielsweise ein spezielles Wicklungsverfahren für den Stator der E-Maschine.

Die Entwicklung des elektrischen Antriebs für den Rennsport hat sich außerdem positiv auf die Testanlagen ausgewirkt. Die Anforderung an die Messgenauigkeit der Prüfumgebung war hoch, weshalb dieses präzise Setup nun auch Vorteile bei der Erprobung der ZF-Vorserienprojekte mitbringt.

Und auch die Notwendigkeit, unter Zeitdruck Grenzen zu überwinden und neue Wege zu gehen, wird sich in künftigen Entwicklungsprojekten widerspiegeln. Denn die Systementwicklung in der Formel E ist ähnlich wie bei elektrischen Kleinbussen und Transportern, für die ZF ebenfalls elektrische Antriebe entwickelt. Die Leistung der ZF-Ingenieure, auch ohne ausgefeiltes Lastenheft zu einem tragfähigen Konzept und zu einem optimalen Systemansatz zu kommen, wird sich so als Wettbewerbsvorteil erweisen.

Andreas Reiners / mid