Formel E: Erkenntnisse fließen in die Serien-Entwicklung 

Wie eng Serienproduktion der Automobil-Hersteller und die Motorsport-Abteilung zusammen arbeiten, zeigt das Beispiel BMW Group – im BMW iFE.18 fließen die Innovationskraft und die technologische Expertise von BMW Motorsport und BMW i zusammen. Unter Einsatz des Wissens und der Erfahrungen der BMW i Ingenieure aus der Serie entstand der Antriebsstrang des neuen Formel-E-Rennwagens. Dabei wurden zum Teil dieselben Produktionsstätten genutzt wie beim BMW i3. Die Zusammenarbeit von Rennsport- und Serienabteilung funktioniert als effizienter Kreislauf: Die Erkenntnisse aus der Formel E fließen direkt zurück in die Entwicklung zukünftiger Serienantriebe kommender BMW i Modelle.

„Das Know-how von BMW liegt beim BMW iFE.18 vor allem im Herzstück des Fahrzeugs, dem Antriebsstrang“, sagt BMW Motorsport Direktor Jens Marquardt. „Wir haben den Serien-Ingenieuren gesagt: Legt alle Überlegungen ab, die ihr normalerweise in der Entwicklung habt, und denkt einmal nur an die Performance, die höchste Effizienz, das geringste Gewicht. Wenn wir diesen Punkt erreicht haben, machen wir uns Gedanken, wie wir das in die Serienproduktion integrieren können. Unsere BMW Motorsport Ingenieure haben die Hinterachse inklusive Aufhängung konstruiert und mussten den Antriebsstrang in den hinteren Teil des Fahrzeugs integrieren. Die Erkenntnisse, die wir in diesem harten Wettbewerbsumfeld gewinnen, fließen dann wieder direkt zurück in die Serienentwicklung. Für uns ist das die perfekte Umsetzung unseres Credos: von der Rennstrecke auf die Straße.“

Perfekter Start für BMW i Andretti Motorsport und den BMW iFE.18 in die ABB FIA Formula E Championship 2018/19: António Félix da Costa hat bei der Premiere des BMW Werksteams in Ad Diriyah (KSA) den Sieg gefeiert.

Der Rennsport ermöglicht die Erprobung neuer Materialien, Technologien und Arbeitsweisen unter extremen Bedingungen und ohne Rücksicht auf limitierende Faktoren. So bildet der Technologietransfer zwischen Motorsport und Serienentwicklung einen Kreislauf und wird dadurch beim Formel-E-Projekt so intensiv wie noch nie zuvor in der Geschichte der BMW Group.

Insbesondere die Tatsache, dass die BMW Group auch die fünfte Generation ihrer Elektroantriebe wieder selbst entwickelt und dadurch eine Infrastruktur für Fertigung und Entwicklung geschaffen hat, bietet für das Formel-E-Projekt große Vorteile. Diese Entwicklungsfabrik macht es möglich, innerhalb kürzester Zeit speziell auf den Motorsport zugeschnittene technologische Lösungen zu liefern. Im konkreten Fall der Formel E wurden zum Beispiel Dutzende Entwicklungs-Varianten quasi über Nacht rechnerisch und per Simulation generiert, aus denen die Ingenieure zielgenau die perfekt für das Projekt passende Lösung auswählen konnten.

Antriebskomponenten: E-Maschine, Kühlung und Inverter

Der Racing eDrive01 setzt sich zusammen aus der E-Maschine, dem Kühlsystem und dem Inverter. Ziele bei der Konstruktion aller Komponenten waren maximale Effizienz, höchstmögliche Leistungsdichte und eine möglichst kompakte Leichtbauweise. Erreicht wurden diese Ziele in erster Linie durch die Verwendung neuester Materialien, Technologien und Prozesse.  
 
Die E-Maschine setzt sich im Wesentlichen aus drei Teilen zusammen: dem Rotor, dem Stator und dem Gehäuse. Der Rotor verfügt unter anderem zur Gewichtsreduzierung und zur Festigung  über Bandagen aus Faserverbundwerkstoffen. Des Weiteren kommen innovative Materialien wie zum Beispiel hochwärmeleitfähige Harze, Titan und Keramiken zum Einsatz.

Die Kühlung der E-Maschine erfolgt über eine nahezu 360° umfassende Kühlgeometrie im mittels Additive-Manufacturing-Verfahren hergestellten Aluminiumgehäuse. Zusätzlich kommen hochwärmeleitfähige Materialien wie Keramik und Vergussharze zum Einsatz.

Der Inverter wandelt den aus der Einheitsbatterie kommenden Gleichstrom in den Wechselstrom um, der die E-Maschine antreibt. Teile seines Gehäuses sind aus Faserverbundwerkstoffen gefertigt. Im Inneren kommen für die Halbleiter mehrere MOSFETS (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) mit neuester Siliciumcarbid-Technologie zum Einsatz. Dank dieser Technologie erzielt der Inverter eine sehr hohe Spannungsfestigkeit bei gleichzeitig reduzierter Baugröße und minimalen Leistungsverlusten und ist deshalb kleiner und leichter.