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Motorsport: Formel 1

Freitag, 11. Juli 2014 Synergien zwischen Formel-1- und Serienentwicklung

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In der Formel 1 ist Performance alles. Gemäß dem neuen Reglement für 2014 lassen sich minimale Rundenzeiten aber nur mit maximaler Effizienz erzielen. Eine Herausforderung, der sich die Entwicklungsabteilung von Mercedes-Benz Cars seit jeher stellen muss. Soeben stand das MERCEDES AMG PETRONAS Team erneut ganz oben auf dem Podium in Silverstone und setzt damit seine Führung in der Formel-1-Saison 2014 fort. Ein guter Zeitpunkt für einen Einblick, welche Synergien die Ingenieure in Brackley und Stuttgart nutzen.

 

Als Folge der Partnerschaften aus Projekten wie KERS stiegen Kompetenz im Unternehmen und Vorsprung auf der Rennstrecke.

Die Entwicklung war sehr schnell:

In der ersten Entwicklungsstufe 2007 wog KERS 107 kg und erreichte eine Energieeffizienz von 39 %.

2009 waren 25,3 kg und 70 % Effizienz erreicht.

2012 wog das System weniger als 24 kg und erzielte 80 % Effizienz.


Als die Saison 2014 näher rückte, intensivierten Mercedes AMG Petronas und Mercedes-Benz Cars ihre Zusammenarbeit. Die Hauptgebiete der Kooperation sind heute:

Hybrid: Wie die Formel 1, so müssen auch die Serienautos in deutlichen Schritten die Effizienz verbessern. Auf der Suche nach weiteren Effizienzsteigerungen sind die Entwicklungsteams beider Seiten dabei in ständigem Kontakt. Beiden Seiten kommt dabei die große hausinterne Kompetenz bei der Entwicklung von Komponenten wie Elektromotoren, Batterien und Steuerungssystemen zugute – genauso wie den Kundenteams, die den Mercedes-Benz Antrieb erfolgreich in der F1 einsetzen. Der aktuelle Rennwagen W05 Hybrid beispielsweise ist rund 35 Prozent effizienter als sein Vorgänger – ebenso der bald eingeführte S 500 PLUG IN HYBRID: Er bietet eine Leistung von 325 kW und 650 Nm Drehmoment, sprintet in nur 5,2 Sekunden von 0 auf 100 km/h und kann rein elektrisch 33 km weit fahren. Der zertifizierte Verbrauch beträgt 2,8 Liter/100 km, wobei der Praxisverbrauch ebenfalls ausgezeichnet ist. Schlüsselelemente dieser beeindruckenden Leistung sind der Biturbo-V6 und der aufwendige Hybridantrieb.Der nächste Schritt bei der Hybrid-Entwicklung ist das induktive Laden der Batterie.
Diese „unplugged“-Technologie wird bald in einer Testflotte mit dem S 500 PLUG IN HYBRID erprobt und bietet schon in naher Zukunft eine echte S-Klasse Lösung hinsichtlich Komfort und einfacher Bedienung. Das System besteht aus zwei Komponenten: einer Sekundärspule im Fahrzeugboden sowie einer Bodenplatte mit integrierter Primärspule, die unterhalb des Autos - zum Beispiel auf dem Garagenboden - platziert wird. Die elektrische Energie wird berührungslos, ohne Ladekabel, mit einer Leistung von 3,6 kW übertragen. Mit einem Wirkungsgrad von mehr als 90 Prozent lassen sich die Hochvolt-Batterien im Fahrzeug so effizient, komfortabel und sicher aufladen. Daimler und BMW haben sich auf die gemeinsame Entwicklung und den Einsatz einer einheitlichen Technologie zum induktiven Laden von Elektroautos und Plug-In-Hybridfahrzeugen verständigt.

Simulation: Wer im Motorsport erfolgreich abschneiden will, muss wirklichkeitsgetreue Simulationen programmieren und durchführen. Zunächst untersuchten die Formel-1-Ingenieure, wie gut vorhandene Simulationen die Realität abbilden. Grundlegend dabei: Zu verstehen, welche Faktoren entscheidend für die Verbesserung von Rundenzeiten sind. Ergebnis: Die Formel-1-Fachleute mussten neue Simulationen entwickeln, um die richtigen Antworten zu erhalten. Produktion und Montage wurden vorab mit Simulationstools durchgespielt. Am Ende lieferte das Team binnen vier Monaten erfolgreich 5.000 Bauteile und nahezu 15.000 Zeichnungen. Beim Technologietransfer geht es daher nicht zwangsläufig darum, was die F1-Ingenieure entwickeln - sondern wie sie es tun, lässt sich übertragen.

Aerodynamik: Auf den ersten Blick hat die aerodynamische Optimierung von Formel-1- und Straßenfahrzeugen nicht viel gemeinsam. Tatsächlich werden ähnliche Werkzeuge und Methoden eingesetzt wie beispielsweise Windkanal und numerische Strömungssimulation CFD (Computational Fluid Dynamics).

Turboaufladung: Die Entwicklungsreise von Mercedes AMG PETRONAS für die Saison 2014 begann 2011 mit externen Zulieferern, wurde aber nach dem ersten Jahr nach intern verlagert, weil das Inhouse-Knowhow und die Entwicklungsgeschwindigkeit zunahmen. Ambitionierte Vorgaben bezüglich Leistung (und Zeit) führten zu dieser Entscheidung, die durch die Inhouse-Erfahrung von Daimler überhaupt erst möglich war.

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