Technik in der Formel E: Das macht die elektrischen Rennwagen aus

Die Technik in der Formel E …

• … unterscheidet sich in den Antriebssträngen der meisten Formel-E-Teams.
• … ermöglicht inzwischen Rennen ohne Wechsel auf ein zweites Fahrzeug.
• … wird mit der Einführung des Gen3 ab der Saison 2022/23 noch mal auf ein neues Level gehoben.

Während in der Formel 1 alle Teams ihr eigenes Auto konstruieren, treten die 24 Teilnehmenden der Formel E mit dem gleichen Chassis an: dem FE18 Spark Racing Technology, oder einfach Gen2. In den ersten vier Jahren der Rennserie wurde noch der Sport SRT_01E genutzt. Raum für eigene Entwicklungen bieten den Teams dagegen – zumindest seit Saison 2 – der Elektromotor, das Getriebe, die Hinterradaufhängung sowie die Software. Auch der Inverter darf selbst gebaut werden. Er ist für die Umwandlung von Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom für den Motor zuständig. Inzwischen setzen zehn von zwölf Teams auf selbst konstruierte Antriebsstränge.

Im Rennen ist ein Formel-E-Bolide mit 200 kW unterwegs, das entspricht 272 PS. Im Attack-Mode steigert sich die Leistung des Fahrzeugs auf 235 kW (320 PS). Dieser Modus wird ausgelöst, sobald das Auto drei Induktionsstreifen überfährt. Je nach Strecke wird er unterschiedlich oft und lange eingesetzt. Im besten Fall erhält die Fahrerin oder der Fahrer obendrauf noch den FANBOOST, der seine kW-Zahl auf 250 (340 PS) wachsen lässt. Diese Leistung steht sonst nur im Qualifying zur Verfügung.

Mit ihrem Heckantrieb sprinten Formel-E-Autos innerhalb von 2,8 Sekunden von null auf 100 Stundenkilometer. Ihre Höchstgeschwindigkeit erreichen die Fahrzeuge bei 240 Stundenkilometern. Auch damit hängt der Gen2 den Gen1 ab (0-100 km/h in 3,1 Sekunden, Höchstgeschwindigkeit 225 km/h).

In Formel-E-Autos sind einheitliche Lithium-Ionen-Akkus verbaut. Sie wiegen 385 Kilogramm und entstammen einer Kooperation von McLaren Applied Technologies, Sony und Lucid Motors. Die Batterien haben eine nutzbare Kapazität von 52 kWh. Zum Vergleich: Bei den ersten Akkus der Formel E lag die nutzbare Kapazität bei 28 kWh, was nicht für einen gesamte E-Prix reichte. In der Mitte musste der Wagen daher gewechselt werden. Mit den neuen Akkus stieg auch der Wert für die erlaubte Rekuperation. Lag die maximale Energierückgewinnung zu Beginn noch bei 150 kW, sind es nun 250 kW.

Der Gen2 ist mit 18-Zoll-Reifen von Michelin unterwegs. Mit ihrem Profil kommen sie sowohl bei Regen als auch bei Trockenheit zurecht. Passend zur nachhaltigen Ausrichtung der Formel E ist, anders als in der Formel 1, kein Reifenwechsel während des Rennens vorgesehen. Das Gummigemisch muss über die gesamte Distanz halten.

Im Vergleich mit dem Gen1 hat der Gen2 klar die Nase vorne. Doch die nächste Generation elektrischer Rennwagen steht bereits in den Startlöchern. Eine entsprechende Ausschreibung der FIA hatte verschiedene Szenarien skizziert, die Wahl fiel letztlich auf die leistungsstärkste Variante. Sie bringt zur Saison 2022/23 einige Neuerungen mit sich. So kommt der kürzere und schmalere Gen3 mit 350 Kilowatt (476 PS) im Qualifying daher. Im Rennen bleiben der Fahrerin oder dem Fahrer noch 300 kW und damit 100 kW mehr als bisher.

Neu ist ein weiterer Motor an der Vorderachse, der allerdings lediglich der Rekuperation dient. Verantwortlich für den Antrieb ist weiterhin der Motor an der Hinterachse. Er kann ebenfalls als Generator fungieren. Die Energierückgewinnung von 350 kW über die Vorderachse und 250 kW über die Hinterachse ergibt eine Rekuperationsleistung von maximal 600 kW. Das bringt der Pilotin oder dem Piloten satte 350 kW mehr als beim Gen2.  

Rückläufig ist dagegen das Gewicht des Rennwagens. Es reduziert sich von 900 auf 780 Kilogramm, inklusive Fahrer bzw. Fahrerin, wobei allein die leichtere Batterie rund 100 Kilogramm einspart. Die Technologie der Akkus soll sich hinsichtlich Energiedichte, Lebensdauer und Leistungsfähigkeit verbessern. Diese Aufgabe fällt Williams Advanced Engineering zu. Der Hersteller, der bereits die Akkus des Gen1 fertigte, löst McLaren Applied Technologies ab.

Künftig werden die Batterien auch während des Rennens mit frischer Energie versorgt. Wie in der Formel 1 gibt es dann Boxenstopps, dabei werden die Akkus mit bis zu 600 kW Ladeleistung aufgetankt. Die entsprechende Technik zum Laden liefert ABB, Titelsponsor der FIA Weltmeisterschaft.

Neues gibt es zudem bei den Reifen für die Autos. Die werden nicht mehr von Michelin geliefert, sondern von Hankook. Der koreanische Hersteller bindet das Engagement in seine Nachhaltigkeitskampagne ein. Motorsport-Fans, die sich tiefergehend mit der Formel E-Technik auseinandersetzen möchten, können die technischen Regularien hier einsehen.

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