Formel 1 als Entwicklungslabor für die Serie

Modernste Technik, eigene Windkanäle und die besten Auto-Ingenieure der Welt: All das gibt es in der Formel 1. Teams wie Ferrari, Mercedes oder Red Bull geben Jahr für Jahr bis zu 300 Millionen Euro aus. Und das nur, um Rennen zu gewinnen? Nein, sagen die Vorstände der großen Konzerne. Der moderne Motorsport ist für sie vor allem ein Versuchslabor für die Serie. „Wir werden oft gefragt, ob es überhaupt einen Technik-Transfer zwischen der Entwicklung von Rennautos und Serienfahrzeugen gibt. Die Antwort ist ein eindeutiges Ja“, erklärt der Engländer Paddy Lowe, Technikchef des Formel-1-Teams von Mercedes.

Doch wie sieht das in der Praxis aus? Nicht so einfach, wie viele denken, so Paddy Lowe: „Wir schrauben nicht Bauteile von einem Auto an das andere.“ Aber was dann? Laut der Mercedes-Experten gebe es viele Beispiele für direkten Transfer wie etwa bei der Nano-Technik für die Beschichtung von Zylinderlaufflächen. „Und dann gibt es indirekten Transfer, bei dem die Formel 1 als Entwicklungslabor fungiert, neue Lösungen entwickelt und der Welt zeigt, was alles möglich ist“, sagte Paddy Lowe geheimnisvoll. Was auf der Rennstrecke möglich ist, das demonstriert Mercedes in diesem Jahr eindrucksvoll.

Automobile Technik wie die Benzin-Direkteinspritzung hat einst über die legendären Mercedes-Silberpfeile der 50er-Jahre ihren Weg von der Rennstrecke in die Serienproduktion gefunden, betont Thomas Weber, Mitglied des Daimler-Vorstands und verantwortlich für Konzernforschung. Heute ähneln die komplexen Herausforderungen der Formel 1 den Anforderungen, die sich bei der Konstruktion und Entwicklung wegweisender Straßenfahrzeuge wie dem S 500 Plug-in-Hybrid stellen.

Nach dem Einstieg in die Formel 1 als Werksteam 2010 hat Mercedes-Benz das getan, was das Unternehmen am besten kann: hart arbeiten und in Entwicklung investieren. Während das Team auf der Rennstrecke wettbewerbsfähiger wurde, begann im Hintergrund die große technische Revolution: von der Serienproduktion des Energie-Rückgewinnungssystems Kers (Kinetic Energy Recovery System) über den ersten Hybrid-Vorstoß bis hin zum Formel-1-Vollhybriden 2014. Ein Beispiel für diese rasante Entwicklung ist KERS: Denn in der ersten Entwicklungsstufe 2007 wog dieses System 107 Kilogramm und erreichte eine Energie-Effizienz von 39 Prozent. 2009 waren 25,3 Kilogramm und 70 Prozent Effizienz erreicht. 2012 wog das System weniger als 24 Prozent und erzielte 80 Prozent Effizienz.

Das Zauberwort der Formel 1 in diesem Jahr heißt „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. Und dabei kommt Mercedes-Benz die hausinterne Entwicklung von Komponenten wie Elektromotoren, Batterien und Steuerungssystemen zugute. Ähnlich verhält es sich natürlich bei den Konkurrenten wie Renault oder Ferrari.

Der aktuelle Mercedes-Rennwagen „W05 Hybrid“ beispielsweise ist nach offiziellen Angaben rund 35 Prozent effizienter als sein Vorgänger. Dieses ehrgeizige Ziel gilt auch für den S 500 Plug-in-Hybrid aus der Serie: Die Luxus-Limousine 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 Kilometer weit fahren.

Der nächste Schritt bei der Hybrid-Entwicklung ist das induktive Laden der Batterie. Diese Technik wird bald in einer Testflotte mit dem S 500 Plug-inHybrid erprobt. Das System besteht aus zwei Komponenten: einer Sekundärspule im Fahrzeugboden sowie einer Bodenplatte mit integrierter Primärspule, die 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 aufladen. Daimler und BMW haben sich auf die gemeinsame Entwicklung und den Einsatz einer einheitlichen Technik zum induktiven Laden von Elektroautos und Plug-in-Hybridfahrzeugen verständigt.

In der Konstruktion von Formel-1- wie Serienfahrzeugen ist es entscheidend, den Antriebsstrang als komplettes System zu entwickeln. „Vorausentwicklung und Simulation sind dabei sehr wichtig, um eine integrierte Hightech-Lösung zu erzielen“, erläutert Joachim Schommers, Leiter des Kompetenzzentrums Motoren. Für ihn bekommt die computerbasierte Simulation immer mehr Bedeutung in der Autoindustrie. „Am Ende ist die Kombination aus den besten Mitarbeitern und den besten Methoden die Erfolgsformel – auf der Rennstrecke und auf der Straße.“