Saga E-TECH, Folge 3: EINE GESCHICHTE VON ENERGIE UND MANAGEMENT

Auf der Grundlage seines Fachwissens im Bereich Elektrofahrzeuge, seiner Erfahrung in der Formel 1 und dank engagierter und leidenschaftlicher Teams in den Bereichen Technik, Entwicklung und Qualitätssicherung hat Renault seinen innovativen E-TECH-Hybridantrieb entwickelt. Er ist als „Vollhybrid“ im Clio und als „Plug-in-Hybrid“ im neuen Captur und im neuen Mégane erhältlich und wurde auf eine ebenso ungewöhnliche wie inspirierende Weise konzipiert und entwickelt. In dieser dritten Folge erfahren wir, wie Innovationen aus der Formel 1 zur Entwicklung des E-TECH-Antriebs beigetragen haben.

Eine Geschichte über Energie und Management

#1 Die Ära des V6-Hybridmotors

Zur gleichen Zeit bereitet sich die Formel 1 in einer gar nicht so parallelen Welt auf eine Revolution bei den Motoren vor: Schluss mit dem Saug-V8; die Saison 2014 läutet das Zeitalter des V6-Turbomotors mit Hybridantrieb und doppeltem Energierückgewinnungssystem ein. Natürlich ist Renault mit von der Partie!

Die Marke ist seit 1977 in dieser Disziplin vertreten und hat dort stets eine wichtige Rolle gespielt, insbesondere dank ehrgeiziger und wegweisender technologischer Entscheidungen: erster Turbomotor (1977), pneumatischer Ventilrückzug (1986), Zahnrad- und Ritzel-Ventilsteuerung (90er Jahre), Direkteinspritzung (1995) usw. Erfolgreiche Entscheidungen, die es ihr ermöglichten, nicht weniger als 12 „Konstrukteurs“-Titel (als eigenständiges Rennteam oder als Motorenlieferant) und 11 „Fahrer“-Titel zu gewinnen. Im Jahr 2014, zum Zeitpunkt der Umstellung auf den V6-Hybridantrieb, feierte Renault gemeinsam mit Red Bull und Sebastian Vettel vier Doppelsiege bei den „Konstrukteuren“ und „Fahrern“!

#2 Die Erfahrungen mit dem KERS

Diese Hybrid-Revolution in der Formel 1 hatte bereits 2009 mit der Einführung des KERS (Kinetic Energy Recovery System, also des Systems zur Rückgewinnung kinetischer Energie) begonnen. Dieses System, das ursprünglich mit einem Schwungrad arbeitete und es ermöglichte, Bremsenergie zurückzugewinnen, um sie bei Bedarf in Form von Leistung wieder abzugeben, wurde 2011 auf Batterien umgestellt, ähnlich denen, die in Serien-Elektro- und Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen.

Damals verkaufte Renault seine Anteile am Renault F1 Team an Genii Capital, das mit Lotus Renault GP in der Meisterschaft antrat. Renault blieb Motorenlieferant des Teams und belieferte gleichzeitig auch Red Bull (den späteren Weltmeister) und Lotus. Man kann also sagen, dass in Viry-Châtillon, dem „Tempel“ der Motorensparte von Renault Sport Racing, niemand untätig war. Nicolas Espesson, der damals als Prüfstandingenieur tätig war, erinnert sich an die Anfänge der Hybridisierung in der Formel 1 sowie an die Brücken, die zwischen den Ingenieurteams geschlagen wurden.

#3 Energiemanagement im Mittelpunkt des Systems

Die Motoreningenieure der Formel 1 wurden daher in zwei Kategorien unterteilt: einerseits die „Verbrennungsmotoren-Spezialisten“ und andererseits die „Elektro-Spezialisten“. Doch schon bald entstand eine dritte Kategorie, die eine Brücke zwischen beiden schlug: die Spezialisten für „Energiemanagement“. Ihre Aufgabe: festzulegen, wann und in welchem Verhältnis der Rennwagen die verschiedenen verfügbaren Energiequellen nutzt. Denn zu Zeiten des KERS wurden die 60 kW (80 PS) elektrischer Leistung manuell vom Fahrer gesteuert, der sie vor allem als vorübergehenden Leistungsschub nutzte, beispielsweise um ein Überholmanöver durchzuführen. Mit dem neuen V6-Hybridmotor und seinen beiden Energierückgewinnungssystemen (MGU-K für die Bremsenergie-Rückgewinnung, MGU-H für die Abgasenergie-Rückgewinnung) wurde diese Steuerung im Sinne einer höheren Effizienz automatisiert.

„Das war etwas völlig Neues, bei dem Big Data, maschinelles Lernen und sogar künstliche Intelligenz zum Einsatz kamen. Wir hatten also eine Software, die das Herzstück der Energiemanagementstrategie bildete – das A und O dieser neuen Hybridantriebe. Doch so fortschrittlich sie auch war, musste diese Software dennoch einfach aufgebaut bleiben, um Wartung und Fehlerbehebung zu erleichtern und vor allem zuverlässig zu bleiben. Und genau das finden wir heute auch in den Serienmodellen mit E-TECH-Hybridantrieb wieder, bei denen die Intelligenz des Energiemanagements von den elektronischen Steuergeräten stammt.“ – Nicolas Espesson, Leiter Leistungsoptimierung bei Renault Sport Racing

Den Verbrauch senken, die Energieeffizienz verbessern: In der Formel 1 wie auch auf der Straße verfolgen die Motorenhersteller dasselbe Ziel. Deshalb lassen sich die Verbindungen leicht herstellen und sind zudem sehr effizient. Ingenieure, die am „Z.E. on demand“-Antrieb arbeiteten, verstärkten daher die Reihen von Renault Sport Racing, bevor sie einige Jahre später zur Entwicklung der E-TECH-Hybrid-Serienmodelle zurückkehrten. Und sie brachten nicht nur neue Ideen und technisches Know-how mit.

„Durch ihre Arbeit in der Formel 1 bei Renault Sport Racing haben diese Ingenieure neue Formen des Managements kennengelernt, die wesentlich agiler sind als das, was sie bei Renault kannten. Man muss dazu sagen, dass die Entwicklungszeiten in der Formel 1 kürzer sind und dass man im Falle eines Problems zwangsläufig sehr schnell Entscheidungen treffen muss. Diese Methoden konnten sie anschließend anwenden, als sie wieder an der Entwicklung der serienmäßigen E-TECH-Hybrid-Antriebe arbeiteten. Auch das hat zu dem Ergebnis beigetragen, das wir heute kennen.“ – Nicolas Espesson, Leiter der Leistungsoptimierung bei Renault Sport Racing