Warum Mercedes-Benz jetzt in der Formel E mitfährt

Die Deutschen lieben ihr Auto. Doch aus Benzin im Blut wird langsam, aber sicher unter Strom. Die Automobilbranche wandelt sich so fundamental wie offensichtlich. Im Oktober 2019 wurden in Deutschland knapp 5.000 reine Elektroautos zugelassen. Das mag in der Relation zu 180.000 insgesamt zugelassenen Pkw in Deutschland noch vergleichsweise wenig klingen, doch die Entwicklung der Zulassungs-Kurve lässt jedes Aktien-Unternehmen vor Neid erblassen.

Allein im Vergleich zum Oktober 2018 stieg die Zahl der zugelassenen Elektro-Pkw um fast 47 Prozent. Die Motorsport-Strategie reflektiert dabei die Unternehmensstrategie von Daimler und den Wandel in der Automobilindustrie perfekt. In der Formel 1 tritt Mercedes-AMG Petronas Motorsport mit den fortschrittlichsten Hybridmotoren der Welt an und die Formel E ist DIE Serie für Elektroautos. Damit ist der Einstieg in die Formel E ein logischer und konsequenter Schritt.

Bühne frei für den Elektro-Antrieb

Laut einer aktuellen YouGov-Umfrage sind 55 Prozent der Befragten der Meinung, dass Elektroautos das Transportmittel der Zukunft sein werden. Und unter denjenigen, die dieser Aussage zustimmen, haben sogar 80 Prozent eine generelle Bereitschaft, sich in den kommenden vier Jahren ein Elektroauto anzuschaffen.

Warum also ist die oben beschriebene Zulassungskurve nicht noch viel steiler? Nun, um der Wahrheit die Ehre zu geben: So richtig trauen viele dem Elektro-Antrieb noch nicht über den Weg. Die kürzere Reichweite, die noch ausbaufähige Ladeinfrastruktur und die vermutete geringere Leistungsfähigkeit gegenüber dem Verbrenner-Motor gelten nach wie vor als beliebteste Argumente gegen die Anschaffung eines E-Autos.

Und hier kommt für Britta Seeger, Vorstandsmitglied der Daimler AG und Mercedes-Benz AG und verantwortlich für den Mercedes-Benz Cars Vertrieb, die Formel E ins Spiel: „Die Serie ist die ideale Plattform, um die Leistungsfähigkeit von intelligenten batteriebetriebenen Fahrzeugen zu demonstrieren und die Marke EQ positiv aufzuladen. Eines unserer großen Ziele ist es, unsere Marke zu einer zu machen, die nicht nur respektiert, sondern auch geliebt wird. Dabei hilft uns die Formel E.“

Wer einmal gesehen hat, wie ein elektrisch angetriebener Formelwagen in 2,8 Sekunden von 0 auf 100 km/h beschleunigt und anschließend mit der erlaubten Höchstgeschwindigkeit von bis zu 280 km/h auf den City-Parcours durch Häuserschluchten surrt, traut dem Batterie-Antrieb schon eher zu, einem auch auf Haus- und Hofstrecken zur Arbeit und zum Einkaufen ein verlässlicher Partner zu sein. Der Wettkampf gegen Hersteller anderer Elektroautos und damit gegen direkte Wettbewerber im Absatzkampf bei Straßenfahrzeugen soll die Marke zusätzlich stärken – schließlich fahren unter anderem auch Porsche, Audi und BMW in der Formel E mit.

Dass die Rennen in den Metropolen dieser Welt wie Mexico City, Rom oder New York City stattfinden, ist für Britta Seeger ein weiterer Pluspunkt: „Die Formel E ist für uns ein spannendes Start-up, das eine völlig neue Zielgruppe anspricht. Hier erreichen wir nicht nur die bisherigen Motorsport-Fans, sondern zudem sehr urbane, technisch interessierte, junge Menschen“ - und damit eine Zielgruppe, die sich mutmaßlich auch unter den 55 Prozent befindet, die den Elektroantrieb als die Technologie der Zukunft sehen.

Auch unter den Formel E-Fans zukünftige Käufer für die eigenen Produkte zu finden, kann auch Daimler-CEO Ola Källenius nur Recht sein, schließlich hat er selbst im Mai 2019 die „Ambition2039“ ausgerufen. Ein Ziel: Bis 2030 sollen Fahrzeuge mit Elektroantrieb – also Elektroautos und Plug-in Hybride – mehr als 50 Prozent des Pkw-Absatzes ausmachen.

Wie viel Formel E steckt in der Serie?

Ist die Formel E denn ein Weg, dieses Ziel zu erreichen? Kann man so sagen. Zum einen haben die Hersteller durch das Engagement im Motorsport schon immer ihr Systemverständnis für die Autos nicht nur erhöht – im Wettkampf-Umfeld wird auch schneller klar, wo Technik und Technologie an ihre Grenzen stoßen. Zum anderen ist die Formel E mit ihrer Technologie im Vergleich zu anderen Rennserien sehr praxisnah. Heißt also: Viele Erkenntnisse aus dem vollelektrischen Formel-Sport können direkt in die Serienentwicklung übertragen werden.

Toto Wolff ist als Motorsportchef von Mercedes-Benz auch für die Formel 1 zuständig. Also für die Serie, in der die fortschrittlichsten Hybridmotoren der Welt die Rennwagen antreiben und zu zuletzt sechs Weltmeister-Titeln gefahren haben. Er weiß, wie hilfreich die Erkenntnisse aus dem Motorsport für die Entwicklung der Serienfahrzeuge sein können – aber auch, wo die Grenzen dafür liegen: „Wenn wir heute über Wissens- und Technologietransfer sprechen, dann ist es nicht die Lösung aller Probleme, wenn wir einfach eine Bremsscheibe eines Formel-1-Wagens in ein Straßenauto einbauen. Es geht um den Lernprozess, die Methode und die Einstellung.“

Was wir von der Formel E lernen können

Eines der großen Lernfelder in der Formel E ist zum Beispiel das Temperaturmanagement der Batterie. Schon mal bemerkt, wie unzuverlässig der Akku Ihres Smartphones wird, wenn es sehr heiß oder sehr kühl ist? Vor genau der gleichen Herausforderung stehen die Ingenieure vor jedem Formel E-Rennen. Vor allem Wärme bedeutet für die Batterien Energieverlust, weshalb diese vor jedem Rennen auf 10 bis 20 Grad Celsius herunter gekühlt werden. So können die Ingenieure den Energieverlust während des Rennens möglichst lange möglichst geringhalten. Abhängig von der Außentemperatur beginnen dann die Rechenspielchen. Die Faustregel lautet: Pro Grad Celsius, das es draußen wärmer ist, steigt die Grundtemperatur in der Batterie um 0,3 bis 0,5 Grad Celsius.

Eine weitere Herausforderung ist die Energierückgewinnung durch Rekuperation, also durch Bremsen auf der Hinterachse. Die Rennen sind die optimale Spielwiese, um genau hier besser zu werden – denn auch in der Formel E gilt die alte Rennfahrer-Weisheit: Wer richtig bremst, gewinnt. Die zahllosen Bremsvorgänge an jedem Rennwochenende ermöglichen eine umfassende Datenbasis.

Schon jetzt findet sich zum Beispiel das Brake-by-Wire-System sowohl in den Formel E- als auch in Straßenfahrzeugen. Seine Aufgabe: Es hält die Bremsbalance zwischen Vorder- und Hinterachse. Dabei wird die Pedalstellung über einen Sensor erfasst und von der Elektronik in Bremsdruck umgesetzt. Der Vorteil: Die Elektronik kann automatisch einen Teil der Bremskraft über den Motor in Energierückgewinnung umsetzen.

Am überraschendsten ist für viele Formel E-Neulinge aber diese Verbindung zur Serie: Die Vernetzung der Formel E-Autos entspricht schon sehr genau dem, was in Sachen Konnektivität für die nahe Zukunft auch im Straßenverkehr denkbar ist. Konkret lernen die Entwickler hier mehr über die Datenvernetzung, die die Basis für autonomes Fahren ist – schließlich muss ein autonom fahrendes Fahrzeug mit anderen Fahrzeugen, mit dem Fahrer, und mit einem Zentrum, das alle Daten verbindet, kommunizieren.

Wie sich Formel 1 und Formel E bei Mercedes ergänzen

Als einziger Hersteller wird Mercedes-Benz ab sofort sowohl in der Formel 1 als auch in der Formel E aktiv sein. Dabei ergänzen sich beide Serien nicht nur in den Technologien, sondern auch in ihren Ausrichtungen: Auf der einen Seite die Formel 1, die als Königsklasse für Hightech-Motorsport und Wettbewerb auf höchstem Niveau steht. Auf der anderen Seite die Formel E, die den Wandel der Automobilindustrie verkörpert.

Zudem profitiert das Formel E-Team enorm von den Erfahrungen aus der Formel 1 – und zwar in jeglicher Hinsicht. Das Team von Mercedes AMG High Performance Powertrains in Brixworth entwickelt seit Jahren die Power Units für die Mercedes-Boliden in der Formel 1. Jetzt entwickeln die Kolleginnen und Kollegen dort mit der MGU, der Motor Generator Unit, auch das Herz der Formel E-Autos. Mercedes-Benz EQ Formel E Teamchef Ian James: „Vereinfacht gesagt ist die MGU, also sozusagen der Motor des Formel E-Fahrzeugs, eigentlich nur eine vergrößerte Version der MGU-K, die ein Teil der Formel 1-Power Unit ist.“

Auch auf die Erkenntnisse und Fähigkeiten der Kollegen, die schon jahrelang in der DTM gearbeitet haben, sollen helfen, das Formel E Team möglichst schnell in die Erfolgsspur zu bringen.

Die erste Bewährungsprobe unter realen Bedingungen hat das Mercedes-Benz EQ Formel E-Team zum Saisonstart am 22. November in Diriyya, Saudi-Arabien. Die Erwartungen von Teamchef Ian James an den Einstieg in die Serie sind aktuell noch zurückhaltend:

„Das haben wir vor allem in der vorigen Saison gesehen. Eine solche Variabilität von sieben Siegern in acht Rennen gab es zuvor noch nie in einer Serie. Wir tun alles, um erfolgreich zu sein. Aber wir haben die notwendige Demut und müssen zunächst lernen. Alles andere wäre ein Blick in die Kristallkugel. Ein vorformuliertes Ziel mit Blick auf das Sportliche gibt es deshalb von unserer Seite nicht.“

Vorteil Mercedes-Benz: Die HWA AG hat als Automobilhersteller seit 1998 die Rennsportaktivitäten für die Daimler AG in der DTM betrieben und in der vergangenen Saison als HWA Racelab Team schon Erfahrungen in der Formel E gesammelt. Ab der Saison 6 (2019/20) übernimmt HWA den Renneinsatz für das Mercedes-Benz EQ Formel E Team. In der Abschlusstabelle stand das Team aus Affalterbach vergangene Saison am Ende auf Rang neun von elf – für Teamchef Ian James spielt die Platzierung aber keine Rolle: „Wir haben uns frühzeitig entschieden, mit HWA Racelab eine Art Lehrjahr zu bestreiten.

Das Team hat eine steile Lernkurve durchlaufen und jedes Problem, das jetzt schon aufgetreten ist, wird uns in der Zukunft helfen. Wir haben enorm wichtige Erfahrungen in allen Bereichen gesammelt: über Batteriemanagement, Softwareentwicklung oder auch den Handlungsabläufen vor Ort.“

Das Chassis ist einheitlich, der Antriebsstrang der Erfolgsschlüssel

Der größte Unterschied zur Formel 1 (abgesehen vom Antrieb) ist, dass alle Teams mit einem Einheitschassis fahren. Heißt: Auf den Rennstrecken findet der große technische Wettkampf unter Fahrern mit ähnlichen technischen Voraussetzungen statt. Keine einstellbaren Flügel, die sonst so typisch sind für Formel-Autos, kein Heckflügel, stattdessen zwei sehr auffällige, kleinere Flügel über den Hinterrädern. Die Vorderräder sind komplett eingehaust. Und hinten befindet sich ein übergroßer Diffusor. Übrigens: Sogar eine Preisobergrenze gibt es – ein vollständiges Formel E-Auto darf samt Antriebsstrang nicht mehr kosten als 817.300 Euro.

Die Einheitschassis machen den Blick auf den Antriebsstrang umso spannender. Für dessen Entwicklung gibt es keine Kostendeckung. Bei Mercedes kommt dieser Posten pro Saison noch auf einen niedrigen zweistelligen Millionenbetrag. Ziel ist es hier allerdings, dass sich ab der dritten Saison Einnahmen und Kosten die Waage halten. Zudem hat das Team mit dem Venturi Formel E Team aus Monaco bereits seinen ersten Kunden für seine Power Unit gefunden.

Der Antriebsstrang bildet mit Batterie und Elektromotor das Herz der Formel E-Autos. Zwischen diesen beiden Teilen liegt der sogenannte Inverter. Er wandelt den von der Batterie produzierten Gleichstrom in Wechselstrom um und versorgt so den Elektromotor mit Energie. Je nachdem, wieviel Leistung ein Fahrer seinem Formel E-Wagen abverlangt, wird mehr oder weniger Energie aus der Batterie verbraucht.

Dafür gibt es am Lenkrad des Formel E-Autos verschiedene Leistungsmodi. Setzen die Fahrer die bei der Qualifikation verfügbaren 250 kW (etwa 340 PS) ein, braucht der Elektro-Bolide nur einen Wimperschlag länger als sein Formel-1-Bruder – genauer gesagt 0,3 Sekunden mehr - um von 0 auf 100 km/h zu beschleunigen. Im Rennen stehen den Fahrern dann nur 200 kW (etwa 270 PS) zur Verfügung, damit die Piloten Features wie den Attack Mode und den FANBOOST einsetzen können.

Die Regeln der Formel E sind außergewöhnlich

Nur eine der außergewöhnlichen Regeln in der Formel E. Und es gibt noch weitere.

Was vor 30 Jahren nur in Videospielen möglich war, ist in der Formel E Realität: Verlässt ein Pilot seine Ideallinie und fährt durch die sogenannte Aktivierungszone, kann er sich mit dem Attack Modus für einige Runden im Rennen 35kW zusätzliche Leistung freischalten.

Ob sich ein Fahrer im Attack Modus befindet, können die Zuschauer übrigens am blau leuchtenden Halo erkennen – das ist deutsch für Heiligenschein, bezeichnet in der Formel E aber den Cockpitschutz in Form eines Bügels, der die Fahrer wie in der Formel 1 bei Unfällen vor herumfliegenden Teilen schützen soll. Wie oft und wie lange der Attack Modus eingesetzt werden darf, legt die FIA vor jedem Rennen verpflichtend fest. Nutzen die Fahrer den Modus nicht, drohen Zeitstrafen.

Wie in anderen Rennserien gibt es auch in der Formel E unter bestimmten Bedingungen Safety-Car- oder Full-Course-Yellow-Phasen (max. Geschwindigkeit 50 km/h, Mindestabstand zum Vordermann, Überholverbot). Ab sofort wird den Piloten während dieser Phasen pro Runde eine Kilowattstunde Gesamtenergie abgezogen. Die Regel soll verhindern, dass die Fahrer belohnt werden, die von Anfang an Vollgas geben und keine Energie einsparen.

Und dann ist da noch der FANBOOST, eine Hommage an die digitale Interaktion im Smartphone-Zeitalter. Hier haben die Zuschauer per Web-Abstimmung, App und auf Twitter die weltweit einzige Möglichkeit, die Rennergebnisse aktiv zu beeinflussen. So funktioniert’s: Mit dem FANBOOST können die Fans für ihren Lieblingsfahrer stimmen, um ihm während des Rennens einen zusätzlichen Energieschub zu geben.

Die fünf Fahrer, die die meisten Stimmen erhalten, erfahren davon erst während des Rennens per Funk, ihnen stehen damit für einen kurzen Zeitraum 250 kW (etwa 340 PS) zur Verfügung. Den FANBOOST dürfen die Fahrer erst nach 22 Minuten, also in der zweiten Rennhälfte einsetzen – dann allerdings nach eigenem Ermessen. Auch hier hilft der Halo übrigens den Zuschauern wieder zu erkennen, in welchem Modus der Fahrer ist: Nutzt er den FANBOOST, leuchtet der Halo violett.

Klar: Wer klassische Motorsportserien kennt, mag mit dem Formel E-Regelwerk auf den ersten Blick ein bisschen fremdeln. Mercedes-Benz Motorsportchef Toto Wolff sieht die Formel-E-Regeln mit einer gesunden Mischung aus Neugier und Skepsis: „Die Formel E als Tech-Startup kann Experimente machen, die die Formel 1 nicht wagen kann. Einiges wird womöglich nicht funktionieren oder nicht angenommen werden, andere Dinge können spannend werden.“ Könnte man so auch über den Einstieg von Mercedes-Benz in der Formel E sagen.