„Dieses Zeitfenster war bei der Konfiguration der Batterie für den I.D. R Pikes Peak ein entscheidender Faktor“, beschreibt François-Xavier Demaison, Technischer Direktor Volkswagen Motorsport. „Darüber hinaus stellen die Ladestrategie und die unabhängige mobile Stromversorgung wichtige Punkte des Schnelladesystems dar.“
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Das Team von Marc-Christian Bertram, Leiter Elektrik und Elektronik bei Volkswagen Motorsport, entwickelte den Elektro-Antrieb des I.D. R Pikes Peak, der eine Systemleistung von 500 kW (680 PS) zur Verfügung stellt. Beim Angriff auf den bestehenden Streckenrekord in der Kategorie der Elektrofahrzeuge muss das Team von Volkswagen Motorsport am 24. Juni mit unzähligen Unabwägbarkeiten rechnen. Dazu zählt auch eine mögliche Unterbrechung. „Bei der Festlegung der Ladestrategie haben wir einen möglichen Neustart berücksichtigt“, sagt Bertram. „Dabei müssen vor allem zwei Herausforderungen gemeistert werden: eine Überhitzung der Batterie während des Ladevorgangs vermeiden und außerdem sicherstellen, dass alle Batteriezellen gleichmäßig geladen werden.“
Nutzung von Ressourcen aus der Entwicklung der I.D. Familie
Bei der Entwicklung der Batterie für das erste rein elektrisch angetriebene Rennfahrzeug von Volkswagen profitierte das Team vom Know-how der Fachabteilungen für E-Mobilität bei Volkswagen in Wolfsburg. So wurde in denselben Labors, in denen auch die Batterietechnologie für die zukünftigen Serienfahrzeuge der I.D. Familie entwickelt wird, Grundlagenforschung zur Batterie des I.D. R Pikes Peak betrieben. „Wir haben zunächst verschiedene chemische Zusammensetzungen der einzelnen Batteriezellen getestet, anschließend die Tests auf Modul-Ebene erweitert“, erklärt Bertram. Als optimal erwies sich eine Lithium-Ionen-Batterie, die im I.D. R Pikes Peak aufgeteilt in zwei Blöcke neben und hinter dem Cockpit platziert ist. Die Batterie weist eine besonders hohe Leistungsdichte auf. „Bei einem Rennfahrzeug ist nicht maximale Reichweite gefragt, sondern eine möglichst hohe Leistungsabgabe“, erläutert Bertram die Unterschiede zum Serienfahrzeug. So beschleunigt der I.D. R Pikes Peak in 2,25 Sekunden auf Tempo 100 km/h – schneller als ein Formel-1-Bolide. Auf der 19,99 Kilometer langen Strecke verteilen sich 156 Kurven. Etwa die gleiche Anzahl an Beschleunigungsphasen muss die Batterie bewältigen.
Komplexe Strategie für den Ladevorgang
Besonders im Fokus stand bei der Entwicklung das ideale Verhalten der Batterie beim Ladevorgang an der Rennstrecke. Dieser Vorgang erfordert eine komplexe Strategie. Volkswagen Motorsport arbeitet im Startbereich am Pikes Peak mit zwei Schnellladesystemen gleichzeitig, die mit der vergleichsweise geringen Leistung von insgesamt 90 kW die Batterie des I.D. R Pikes Peak mit frischer Energie versorgen. „Durch den niedrigen Ladestrom bleibt die Hitzeentwicklung gering“, sagt Bertram. Die große Unbekannte ist dabei die Umgebungstemperatur im Fahrerlager. Am Pikes Peak sind selbst im Juni Werte von nur knapp über null Grad möglich, aber auch hochsommerliche Hitze. „Ideal für die Batterie ist eine Temperatur um 30 Grad Celsius“, sagt Bertram. Falls erforderlich, kann das interne Batteriesystem des I.D. R Pikes Peak durch die Zufuhr von Luft gekühlt werden. Aber auch eine zu starke Abkühlung beim Schnellladevorgang muss vermieden werden, um die Bildung von Kondenswasser zu verhindern.
