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Formel E

Formel E Auto: Technik im Detail erklärt

Das Rennauto der Formel E ist einzigartig auf der Welt. Motorsport-Magazin.com erklärt vor der Saison 2017/18, wie der FE-Bolide genau funktioniert.
von Robert Seiwert

Motorsport-Magazin.com - Die FIA Formel E steht kurz vor dem Beginn ihrer vierten Saison 2017/18. Seit dem Einstieg zahlreicher Hersteller erlebt die junge Rennserie auch in Deutschland einen wahren Boom in der Motorsportwelt. Das Interesse an der Formel E wächst, und vieles ist noch unbekannt über die Serie. Motorsport-Magazin.com erklärt, wie ein Formel-E-Auto funktioniert und aus welchen technischen Komponenten es besteht.

1. - Das Chassis

In der Formel E kommt seit der ersten Saison ein Einheits-Auto von Hersteller Spark unter der Leitung von Frederic Vasseur zum Einsatz. Chassis und Monocoque stammen von Dallara. Das Auto ist 5.000mm lang, 1.790mm breit und 1.070mm hoch. Das Mindestgewicht inklusive Fahrer beträgt 880 Kilo. Zum Vergleich: Ein aktuelles Formel-1-Auto wiegt mindestens 728 Kilogramm, ist 2.000mm breit und 950mm hoch.

Die Aerodynamik spielt in der Formel E eine eher untergeordnete Rolle. Anpressdruck steht bei den Autos, die maximal 225 km/h schnell fahren, nicht unbedingt im Fokus. Front- und Heckflügel sind in der Formel E ebenfalls einheitlich. Die fehlende Aero macht es den Fahrern schwierig, die Autos komplett zu kontrollieren.

Die bislang einzige bauliche Veränderung am Formel-E-Auto: Zur Saison 3 (2016/17) wurde ein neuer Frontflügel eingeführt, dessen Stege mit der Fahrzeugnase verbunden sind. Das Design soll sich zum einen mehr von den traditionellen Formel-Autos abheben und zudem die Stabilität verstärken. Auf den engen Kursen flogen in der Vergangenheit bei Berührungen immer wieder Frontflügel ab.

Teile des Fahrwerks und Bremsen sind bei allen Formel-E-Autos baugleich. Zum Einsatz kommen die üblichen Carbon-Bremsscheiben vorne und hinten. Die Hinterachsaufhängung des Fahrwerks darf frei entwickelt werden. Stabis, Fahrzeughöhe, Spur und Sturz können von den Teams individuell eingestellt werden.

Der aktuelle Rennwagen mit dem Namen Spark-Renault SRT-01E - Renault zeichnete zunächst für die Integration der Systeme verantwortlich - ist für die ersten vier Saisons der Formel E geplant. Ab Saison 5 kommt ein äußerlich und technisch komplett überarbeitetes Auto zum Einsatz, das noch futuristischer aussehen, schneller sein und vor allem den Auto-Wechsel während eines Rennens abschaffen soll.

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2. - Der Motor

Im Gegensatz zum Chassis dürfen die Teams und Hersteller beim Motor selbst Hand anlegen. Nur in der 1. Saison 2013/14 wurden komplett identische Rennwagen gefahren. Seit Saison 2 ist die Entwicklung des Antriebsstrangs, der aus Motor, Getriebe, Inverter, Kühlsystem, Teilen des Fahrwerks sowie der Software besteht, offen. Dabei wählen die Teams unterschiedliche Ansätze bei der Wahl des Motors.

NIO nutzte etwa einen Twin-Elektromotor mit einem einzelnen Gang, um die Power auf die Straße zu bringen. Audi Abt vertraute auf einen einzelnen E-Motor, dafür aber mit drei Gängen, um das Drehmoment bestmöglich zu nutzen. Zur Saison 4 wechseln die Ingolstädter auf ein Getriebe mit nur noch einem Gang. Venturi war zuletzt mit einem Single-Motor, dafür aber zwei Gängen unterwegs. Die Teams müssen sich entscheiden, ob sie bei der Motor/Getriebe-Kombination möglichst viel Gewicht einsparen, möglichst viel Drehmoment erzeugen oder eine möglichst ausgeglichene Balance erzielen wollen.

Der Motor darf im Qualifying-Modus maximal 200 kW (272 PS) leisten. Im Rennen ist die Leistung auf 180 kW (245 PS) beschränkt, bis zur Saison 4 waren es noch 170 kW. Ein Formel-E-Auto beschleunigt von 0 auf 100 km/h in rund 2,9 Sekunden. Der Topspeed ist per Reglement auf 225 km/h begrenzt. Das klingt erst einmal langsam für einen Rennwagen, doch auf den speziell errichteten Stadtkursen erreichen die Formel-E-Boliden diese Geschwindigkeit ohnehin kaum.

Die Autos und Motoren unterliegen einer jährlichen Homologation, sprich: Unter der Saison dürfen sie im Gegensatz zur Formel 1 nicht weiterentwickelt werden. Das soll Kosten sparen, damit die Serie nicht einem Entwicklungskrieg zum Opfer fällt.

Auch interessant: Jeder Hersteller darf seinen eigenen Motor entwickeln, muss ihn aber zu einem akzeptablen Preis anderen Teams zur Verfügung stellen. Dadurch soll ein sportliches Gleichgewicht in der Formel E erhalten bleiben. Aktuell nutzt nur Techeetah mit Renault-Antrieb diese Möglichkeit, alle anderen Teams entwickeln selbst.

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3. - Die Batterie

Das Herzstück eines jeden Formel-E-Autos ist das Batterie-System, das den Elektro-Motor antreibt. Seit der 1. Saison stammt der Lithium-Ionen-Akkumulator aus dem Hause Williams Advanced Engineering, einem Tochterunternehmen des Formel-1-Teams Williams.

Die Batterie wiegt 200 Kilogramm und darf per Reglement maximal 28kWh leisten. Deshalb müssen die Fahrer etwa zur Rennmitte ihre Autos beim Boxenstopp wechseln, um eine komplette Renndistanz zu schaffen. Der Austausch der Batterie würde Stunden dauern. Ab der 5. Saison ersetzt McLaren Williams als alleiniger Batterie-Ausstatter in der Formel E. Die Leistung wird auf 54 kWh ansteigen, was das Ende des Autowechsels bedeutet.

Eine Batterie besteht aus 200 Kilo Lithium-Ionen-Zellen. Das entspricht der Leistung von 4.000 Handys oder auch 3.000 Laptops gleichzeitig in Betrieb. Der Verbrauch wird per Telemetrie durch die FIA genau überwacht. Hat ein Fahrer im Rennen nicht mehr genügend Energie, schaltet sich die Batterie automatisch ab. Der Fahrer darf das Auto erst nach Erlaubnis der Rennleitung neustarten.

Die Batterie wird durchs Bremsen aufgeladen, 150 kW dürfen maximal rekuperiert werden. Ist die Batterie zu Beginn eines Rennens oder direkt nach dem Autowechsel komplett geladen, bremst der Elektro-Motor an der Hinterachse noch nicht mit. Erst im Verlauf eines Rennens können die Fahrer die Motorbremse nutzen. Durch das Be- und Entladen erhitzt die Batterie, was sich effektiv auf die Motorbremse auswirkt. Die Fahrer müssen also ständig die Bremsbalance zwischen Vorder- und Hinterachse anpassen.

Nach dem Ende jeder Runde wird dem Fahrer auf einem Display angezeigt, wie viel Energie er noch zur Verfügung hat. Das Ziel muss darin bestehen, zum Stint-Ende möglichst wenig Energie übrig zu haben - ansonsten hätte der Fahrer seine Batterie nicht optimal genutzt und dadurch Rundenzeit verschenkt. Die größten Herausforderungen für die Batterie bestehen weiterhin in hohen Umgebungstemperaturen sowie welligen Strecken, die das System starken Vibrationen aussetzen.

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4. - Die Reifen

Als würde die technische Seite nicht schon ausreichen, machen die Reifen die Formel E wirklich zu einer einzigartigen Rennserie. Üblicherweise fahren Rennautos auf Slick-Reifen, doch in der E-Serie kommen Profil-Reifen zum Einsatz. Das deckt sich mit dem Konzept der Nachhaltigkeit in der Formel E. Die seit Saison 1 von Michelin hergestellten Reifen in der Größe von 18 Zoll folgen dem Geist der Formel E. Die für den Formelsport ungewöhnliche Größe soll es dem Reifenhersteller ermöglichen, Rückschlüsse für Straßenautos ziehen zu können.

Der Michelin-Reifen ist außerdem ein Allwetterreifen, mit dem die Fahrer sowohl bei trockenen als auch nassen Bedingungen fahren. Das spart die Anzahl der zu einem Rennwochenende gelieferten Reifen beträchtlich. Nur 200 Reifen packt Michelin pro Wochenende ein, da ein Reifensatz für alle Sessions reichen muss. Zu den 160 Reifen für die 40 Autos kommen weitere 40 Reifen vom vorangegangenen Event, falls sich ein Fahrer einen Schaden zuziehen sollte.

In den ersten beiden Saisons waren die Reifen noch gleich, zur 3. Saison brachte Michelin ein überarbeitetes Produkt. Mit dem Michelin Pilot Sport EV2 sparten die Franzosen 16 Prozent Rollwiderstand im Vergleich zum Vorgänger ein - eines der größten Themen im Straßenverkehr und passend zur Formel E, da die Fahrer dadurch Leistung sparen können. Zusammen mit einer Gewichts-Reduktion um 5 Kilogramm pro Satz konnten die Fahrer rund 2 Kilometer mehr im Rennen fahren.

Kurios: In den bislang drei Saisons der Formel E hat es noch kein einziges Regenrennen gegeben. In der Saison 2016/17 regnete es am Freitag in New York während des Shakedown stark, bei allen weiteren Sessions am Wochenende blieb es trocken. Wie die Michelin-Reifen im Quali- oder Renntrim funktionieren, bleibt weiter ein Geheimnis.


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