E-Antriebsstrang des BMW iFE.18 BMW Debüt zum Saisonauftakt der Formula E

Simulation des elektrischen Antriebsstrangs »Racing eDrive01« des BMW iFE.18.
Simulationen des elektrischen Antriebsstrangs »Racing eDrive01« des BMW iFE.18.

Zum Auftakt der fünften Saison wird das BMW i Andretti Motorsport Team das erste Rennen in der Formula E mit dem BMW iFE.18 bestreiten – angetrieben vom Antriebsstrang »Racing eDrive01«.

Am 15. Dezember startet die fünfte Saison der ABB FIA Formula E Championship. Ab der Saison wird nun auch BMW vertreten sein – mit dem Rennwagen iFE.18.

Das Herzstück des Rennfahrzeugs ist der Antriebsstrang mit der Bezeichnung »Racing eDrive01«. In der Entwicklung des Hochleistungsantriebs wurde die technologische Expertise von BMW Motorsport und BMW i gebündelt. Der E-Antrieb entstammt dabei der Vorent­wicklung für Serienantriebe und wird im sel­ben Prototypenbau produziert wie die kommende Generation der BMW i Serienantriebe. Der Fokus bei der Konstruktion lag auf maximaler Effizienz, größtmöglicher Leistungsdichte und einer möglichst kompakten Leichtbauweise – durch Einsatz neuer Materialien, Techniken und Prozesse.

Mitte 2017 waren bereits die ersten Konzepte des elektrischen Antriebsstrangs auf dem Prüfstand. Anfang 2018 begann, nach Lieferung des Test-Chassis und der Einheitsbatterie, der Bau des Testfahrzeugs. Bis zum Rollout des BMW iFE.18 im April 2018 durchlief der Antriebsstrang im Rahmen unterschiedlicher Prüfstandtests bereits zahlreiche Entwicklungs- und Optimierungsschleifen.

Während der »Racing eDrive01« in seiner Entwicklung stark von der Erfahrung der Serieningenieure profitiert, fließen die Erkenntnisse, die die Motorsport-Ingenieure im Wettbewerbsumfeld der Formel E gewinnen, direkt zurück in die Entwicklung künftiger E-Antriebe für Serienfahrzeuge.

Der »Racing eDrive01« setzt sich aus nachfolgenden Komponenten zusammen:

  • E-Maschine
  • Kühlsystem
  • Inverter

E-Maschine

Die E-Maschine besteht im Wesentlichen aus drei Teilen:

  • Rotor
  • Stator
  • Gehäuse

Der Rotor verfügt unter anderem zur Gewichtsreduzierung und zur Festigung über Bandagen aus Faserverbundwerkstoffen. Des Weiteren kommen innovative Materialien wie beispielsweise hochwärmeleitfähige Harze, Titan und Keramiken zum Einsatz. Die Kombination ergibt eine sehr hohe gravimetrische Leistungsdichte.

Kühlsystem

Die Kühlung der E-Maschine erfolgt über eine nahezu 360° umfassende Kühlgeometrie im Aluminiumgehäuse, das im Additive-Manufacturing-Verfahren hergestellt wurde. Zusätzlich kommen hochwärmeleitfähige Materialien wie Keramik und Vergussharze zum Einsatz. Durch »Computional Fluid Dynamics« (Strömungssimulationen) wird ein minimaler Druckabfall und maximale Effizienz gewährleistet.

Inverter

Der Inverter wandelt den aus der Einheitsbatterie kommenden Gleichstrom in den Wechselstrom um, der die E-Maschine antreibt. Teile seines Gehäuses sind aus Faserverbundwerkstoffen gefertigt. Im Inneren kommen für die Halbleiter mehrere MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) mit neuer Siliciumcarbid-Technik zum Einsatz. Dadurch erzielt er eine sehr hohe Spannungsfestigkeit bei gleichzeitig reduzierter Baugröße und minimalen Leistungsverlusten – kompakt und leicht. Zur Effizienz des Inverters tragen zudem das Kühlsystem und ein verlustoptimiertes Schaltungslayout bei.