So will Audi die Dakar-Etappen schaffen
Die Rallye Dakar ist eine der härtesten Motorsportveranstaltungen der Welt. Ab dem 1. Januar 2022 kämpfen sich Mensch und Maschine mehrere Tausend Kilometer durch Saudi-Arabien. Als wenn das nicht schon anspruchsvoll genug wäre, stellt sich Audi mit einem elektrischen Fahrzeug der ultimativen Materialschlacht. Und der Dreiklang aus Hitze, Länge der Etappen und Wüstensand ist Gift für jeden Akku.
„Die Herausforderungen für diese Art von Wettbewerb zu definieren, war sehr anspruchsvoll. Es gibt einfach keine Erfahrungswerte im Motorsport für ein solches Konzept und für diese Art von Langstrecken-Wettbewerb“, fasst Lukas Folie, Ingenieur der Hochvoltbatterie, zusammen.
Mehrere Hundert Kilometer lange Tagesetappen, die gnadenlose Wühlerei durch den Wüstensand verlangen dem Antriebsstrang und vor allem der Batterie alles ab. Aufgrund des Widerstands durch den Sand ist die Erhitzung der Komponenten ein Problem. Dazu kommen noch die hohen Außentemperaturen. Das bedingt eine aufwendige Kühlung. „Es ist mit der Batterietechnologie von heute nicht möglich, unter diesen Bedingungen einen rein elektrisch betriebenen BEV-Geländewagen für die Rallye Dakar zu verwirklichen“, erklärt Lukas Folie.
Zudem hatte die Audi-Techniktruppe eine sehr kurze Entwicklungszeit, was die Sache nicht einfacher machte. Also griff man bei den Komponenten größtenteils auf bewährte Technologien zurück. Die Batterie im Unterboden besteht aus Rundzellen, hat eine Kapazität von 52 Kilowattstunden und wiegt rund 370 Kilogramm. Die Zellen weisen eine hohe Energiedichte auf und altern nur langsam. So bleibt die Leistungsfähigkeit während der ganzen Dakar-Rallye konstant.
Auch wenn die Gesamt-Antriebsleistung der beiden Elektromoren an Vorder- und Hinterachse auf 288 kW / 392 PS begrenzt ist, ist klar, dass die Kapazität der Akkus niemals für die langen Etappen ausreicht. Deswegen haben die Techniker einen TFSI-Motor als Energiewandler installiert, der die Akkus wie ein Range-Extender mit zusätzlicher Energie speist. Allerdings ist die Ladeleistung des Verbrennungsmotors auf 220 kW / 299 PS begrenzt. In manchen Passagen reicht das nicht aus, um den Energiehaushalt auszugleichen. Das bedeutet, dass das Zusammenspiel der Komponenten extrem effizient sein muss, um die langen Etappen bewältigen zu können. Das gilt vor allem für die Energiewiedergewinnung. Bei der Rekuperation nutzt Audi die Erfahrung aus den Le-Mans-Sportwagen und in der Formel E. Dabei hilft es, dass beim Energieschaufeln nicht die Leistungsbegrenzungen wie beim Beschleunigen gelten.
Was die Sache aber schwierig macht, ist die Tatsache, dass die Teams den genauen Verlauf der Etappe immer erst kurz vor dem Start zum jeweiligen Teilstück erfahren. Um mit den Stromfluss zu steuern, den Energiehaushalt zu managen und letztendlich die Leistungsfähigkeit der Batterie zu erhalten, haben die Techniker eine Software programmiert, um den Ladezustand in Abhängigkeit vom Energiebedarf in definierten Bereichen zu halten. Erfordert beispielsweise eine schwierige Dünenpassage kurzzeitig die maximale Energie der beiden E-Maschinen, sinkt der Ladezustand der Batterie kontrolliert ab, weil eben der Energiewandler nicht die gesamte Leistung der Antriebseinheiten kompensieren kann.
„So etwas ist zeitlich begrenzt möglich“, verdeutlicht Lukas Folie und ergänzt „aber auf eine längere Distanz ergibt sich immer ein Nullsummenspiel: Wir müssen die Leistungsaufnahme dann herunterregeln, damit der Ladezustand der Batterie innerhalb eines Korridors bleibt. Die absolut an Bord vorhandene Energiemenge muss ausreichen, um die Tagesetappe bewältigen zu können.“
Der Kampf an den Steuergeräten ist mindestens so spannend wie der im Wüstensand.
