Die Lade- und Kühlstrategie des VW ID.R
VW möchte mit dem Elektrorennwagen ID.R den Rundenrekord für Elektrofahrzeuge für die 20,8 Kilometer lange Nürburgring-Nordschleife knacken. KRAFTHAND erklärt, wie das dafür entscheidende Lade- und Kühlmanagement für die Batterie funktioniert.
Für den Rekordversuch ist eine effiziente Ladung der Batteriezellen ohne Überhitzung wichtig. Bild: Volkswagen
Nur mit optimal aufgeladenen Batterien kann der Angriff auf den Rundenrekord für Elektrofahrzeuge für die über 20 Kilometer lange Nürburgring-Nordschleife gelingen. Dazu muss Fahrer Romain Dumas (F) auf der knapp drei Kilometer langen Geraden „Döttinger Höhe“ am Ende des Rundkurses die volle Systemleistung (500 kW) des ID.R abrufen können. „Um das zu erreichen“, so François-Xavier Demaison, technischer Direktor bei Volkswagen Motorsport, „kommt der optimalen Ladung vor dem Start und der Rekuperation (Anm. d. Red.: Bremsenergierückgewinnung) während der Fahrt eine entscheidende Rolle zu.“
Um den Rundenrekord zu holen, weist die Batterie des ID.R eine besonders hohe Leistungsdichte auf. Die Lithium-Ionen-Batterie, bestehend aus acht Modulen mit jeweils 56 Zellen, ist deshalb nicht wie bei Serien-Elektroautos auf maximale Reichweite getrimmt, sondern auf eine möglichst hohe Leistungsabgabe.
Wissenstransfer vom Motorsport in die Serie und umgekehrt
„Das auf zwei Blöcke (neben dem Fahrer und hinter dem Monocoque) aufgeteilte Batteriesystem des ID.R wurde mit Know-how aus der Serienforschung entwickelt“, erklärt Marc-Christian Bertram, Leiter Elektrik und Elektronik bei Volkswagen Motorsport. „Die Bordelektronik wird von den elektromagnetischen Abstrahlungen des Hochvoltsystems abgeschirmt“, so der Experte weiter.
Volkswagen legt Wert darauf, dass die Erkenntnisse aus den Einsätzen des ID.R auch in die Serienentwicklung der ID.-Familie einfließen. Der Wissenstransfer betrifft auch die Ladestrategie, sowohl bei der externen Aufladung als auch bei der Rekuperation während der Fahrt. „Ziel ist es, den ID.R mit jeder einzelnen Batteriezelle im optimalen Ladezustand zum Rekordversuch antreten zu lassen“, sagt Bertram. Im temporär errichteten Servicepark am Nürburgring wird der ID.R von zwei Schnellladesystemen mit geringer Anschlussleistung versorgt. „Dadurch bleibt die Hitzeentwicklung gering, obwohl die Batterien innerhalb von 20 Minuten geladen werden“, so der Experte (siehe auch Youtube-Video).
Zusätzlich ist das interne Batteriesystem des ID.R an eine Klimaanlage angeschlossen, um unabhängig von der Umgebungstemperatur ideale Bedingungen für den Ladevorgang zu schaffen. „Optimal ist eine Batterietemperatur von etwa 30 Grad Celsius“, erläutert Bertram. Wie schon beim Bergrennen am Pikes Peak setzt Volkswagen Motorsport für die Aufladung der Batterien des ID.R einen innovativen Stromgenerator ein. Das mobile Aggregat arbeitet mit dem nachwachsenden Rohstoff Glycerin, der als Kraftstoff fast schadstofffrei und nahezu CO2-neutral verbrennt.
Hohe Rekuperationsrate
Um auch während der Fahrt die Batterien „nachzutanken“, schalten die E-Maschinen in Bremsphasen in den Generatorbetrieb um. Durch die Rekuperation erzeugt der Rennwagen laut VW auf der Nordschleife rund zehn Prozent der benötigten Energie selbst.
Schreiben Sie den ersten Kommentar