Formel-E-Gen4 mit virtueller Kardanwelle: So wird Software zum Performance-Faktor

Bei den Gen4-Boliden wandert ein Teil der Mechanik in die Software: Vorder- und Hinterachse arbeiten unabhängig, ihre Verbindung übernimmt eine "virtuelle Kardanwelle". Für Stellantis eröffnet das enorme Freiheiten bei Fahrdynamik und Performance. Simulations-Ingenieurin Teena Gade erklärt, warum Software zum Schlüssel des neuen Formel-E-Autos wird - und weshalb sie bei den extremen Starts bereits über die Belastungsgrenze der Fahrer nachdenkt.

In den ersten beiden Teilen unserer Gen4-Serie erklärte Gade bereits, warum Stellantis für ein einziges Bauteil bis zu 10.000 Simulationen im Monat durchführt und weshalb zentrale Hardware-Entscheidungen schon 18 Monate vor dem ersten Rennen fallen mussten. Im dritten Teil geht es nun um die Software: Sie ersetzt beim Gen4 sogar die mechanische Verbindung zwischen Vorder- und Hinterachse.

Mit 600 kW Leistung im Qualifyingmodus und permanentem Allradantrieb machen die Gen4-Autos einen riesigen Leistungssprung. Zwar fährt auch der Gen3 Evo im Qualifying mit Allradantrieb, jedoch steigt allein an der Vorderachse die Leistung um 250 kW. Ein erheblicher Unterschied für die Fahrer, genauso wie für die Ingenieur:innen.

"Du hast weiterhin einen Motor an der Vorderachse und einen an der Hinterachse", erklärt Teena Gade im Gespräch mit e-Formel.de bei den Gen4-Testfahrten von Citroen Racing in Guadix. "Beide sind vollständig unabhängig voneinander, es gibt also keine mechanische Verbindung zwischen den beiden Antriebssträngen. In einem klassischen Rallyeauto hätte man dort eine Kardanwelle. Beim Gen4 ist diese Kardanwelle virtuell - sie steckt jetzt in der Software. Das ist ein sehr, sehr großer Unterschied."

Software statt Kardanwelle: Gen4 gibt Herstellern neue Freiheiten

Gerade bei der Fahrzeugabstimmung eröffnet das Gen4-Reglement den Herstellern völlig neue Möglichkeiten. "Wir haben aktive Differentiale, dadurch haben wir enormen Einfluss darauf, wie sich das Auto verhält. Außerdem haben wir vollständige Softwarefreiheit. Bei ABS, Traktionskontrolle und der Querdynamik können wir im Grunde machen, was wir wollen." Die Software wird damit zu einem der zentralen Performance-Faktoren im Gen4-Auto.

"Bei der Simulation gibt es viele Ähnlichkeiten zur Formel 1", erklärt Gade. Einen entscheidenden Unterschied gebe es allerdings: "Dort dreht sich alles um die Aerodynamik: Man verändert die Aero-Map und schaut im Simulator, wie sich dadurch das Fahrverhalten verändert. In der Formel E fragen wir dagegen: Wenn wir die Software so verändern, wie verändert sich dadurch das Fahrverhalten - und wie verändert sich das Racing?"

"Aus Ingenieurssicht ist das für mich extrem aufregend. Aber ich glaube, auch aus Fahrersicht ist es spannend, weil das Auto ein echtes Performance-Auto ist. Wir verschieben die Grenzen der elektrischen Technologie." Die Reaktionen der bisherigen Testfahrer beschreibt Gade entsprechend deutlich: "Jeder Fahrer, der zum ersten Mal aus diesem Auto steigt, sagt: Wow, das ist noch einmal etwas ganz anderes."

Doch mit immer mehr Performance stellt sich für Gade inzwischen eine ungewöhnliche Frage: Wie viel Beschleunigung hält der Mensch überhaupt noch aus? "Die stehenden Starts sind mittlerweile völlig verrückt. Für die Fahrer ist das auch körperlich anspruchsvoll, weil alles so schnell passiert und man spürt, wie sich das Auto unter einem bewegt. Ich weiß ehrlich gesagt nicht, wo die menschliche Grenze liegt und wie viel schneller wir bei einem stehenden Start noch werden können."

Wann braucht ein Formel-E-Fahrer einen G-Anzug?

Schon der Gen3 Evo beschleunigt aus dem Stand in rund 1,8 Sekunden auf 100 km/h. Mit Gen4 steigt die verfügbare Leistung nochmals deutlich. Gade zieht deshalb einen ungewöhnlichen Vergleich zur Luftfahrt.

"Wenn man sich schnelle Kampfjets anschaut, erreichen die Piloten in Kurven etwa 8 g. Ohne G-Anzug würden sie das Bewusstsein verlieren. Hättest du mich vor 15 Jahren gefragt, ob ein Straßenauto jemals in solche Bereiche kommen könnte, hätte ich wahrscheinlich Nein gesagt."

Gade treibt diesen Gedanken mit einer bewusst zugespitzten Frage weiter: "Ab welchem Punkt brauchen wir G-Anzüge? Ich weiß es nicht. Wir können nicht mehr weit davon entfernt sein."