Die Internationale Automobilaustellung (IAA) 2021 steigt dieser Tage in München. Der deutsche Hersteller Porsche nutzt die Gelegenheit, um eine Studie zu einer Neuentwicklung zu präsentieren, die die Basis einer vollkommen neuen Generation von elektrischen Fahrzeugen stellen könnte.
Ein E-Sportwagen mit neuen Kühlungsansätzen
Zunächst geht es allerdings nicht um den Massenmarkt, sondern vielmehr um Leistung und schnelle Ladungen. Für den Mission R, ein vollelektrisches GT-Rennfahrzeug, setzt Porsche dafür auf einen Elektromotor mit Öldirektkühlung. 320 kW werden im Rennmodus laut Hersteller so nur in der Vorderachse erreicht, die Dauer-Systemleistung liege gar bei 500 kW, was rund 650 PS entspricht. Von 0 auf 100 km/h geht es in noch nicht einmal 2,5 Sekunden.
Für die Studie optimierte Porsche die Kühlung, die nicht nur für den Motor, sondern auch für die Hochleistungsbatterien eingesetzt wird. „Wichtigste Innovation dieser permanenterregten Synchronmaschinen (PSM) ist die Öldirektkühlung des Stators, die eine sehr hohe Effizienz ermöglicht“, heißt es in einer Pressemitteilung des Unternehmens.
Motor und Batterien mit gleichem Kühlungsansatz
So verzichtet der Stuttgarter Autobauer auf eine konventionelle Mantelkühlung, sondern lässt die Kühlflüssigkeit direkt im Öl ihre Wirkung entfalten. Dies führe zu einer unmittelbaren Wärmeumleitung. Positiver Nebeneffekt: Die einzelnen Bestandteile lassen sich kleiner dimensionieren, was sich auch auf das Gewicht des Autos auswirkt. Der Mission R wiegt so nur noch 1,5 Tonnen.
Nun soll eine neuartige 900-Volt-Technologie die Batterie auf ein neues Leistungs-Niveau heben. Auch hier kommt die vorgestellte Öldirektkühlung zum Einsatz. Auf diese Weise können die thermischen Vorteile der neuartigen Kühlung besonders gut ausgenutzt werden. Die gesamte Oberfläche der High-End-Zellen wird schließlich gleichermaßen gekühlt und die Wärmeabfuhr erreicht ein deutlich höheres Niveau.
Das Endprodukt verspricht eine Schnellladung, die in nur 15 Minuten 80 Prozent SoC (State of Charge/Ladezustand) des Akkus wieder aufladen soll. Die Gesamtkapazität belaufe sich auf 82 kWh. Diese soll auf kurze Renndistanzen von 25 bis 40 Minuten und eine hohe Leistungsdichte abgestimmt sein. Die Rekuperationsleistung soll bei bis zu 800 kW liegen.
Ein Algorithmus errechnete die Zusammenstellung der Motoren
Der Motor selbst besteht aus Rotoren, die speziell angepasst wurden. Hierfür setzte Porsche auch auf mathematische Ansätze. So wurde ein Algorithmus eingesetzt, um den enthaltenen Magneten möglichst passende Formen und Positionen zu geben. Die Fixierung der Magnete erfolgt dann durch die Einspritzung von Kunststoff, der sie in der gewünschten Position hält. Auf diese Weise löst Porsche den Zwiespalt zwischen hoher elektromagnetischer Effizienz und Leistung, sehr hoher Drehzahlen und der grundlegenden Stabilität des Aufbaus.
Was die neue Studie nun für den E-Auto Markt so interessant macht, ist die Tatsache, dass Porsche in seiner Vergangenheit immer wieder serienreife Autos aus Modell-Projekten entstehen ließ. Jüngstes Beispiel hierfür war der Porsche Taycan, der 2015 auf die Modellentwicklung des Mission E folgte. Der Massenmarkt scheint also in Reichweite, auch wenn man im Segment der Sportwagen bleiben dürfte. „Unbeschreiblich, diese unmittelbare Kraft, der beiden E-Maschinen muss man einfach selbst erleben“, kommentiert der ehemalige Werksfahrer Timo Bernhard den neuen Modellwagen. „Einen so gewaltigen Anschub habe ich bisher allenfalls im Le-Mans-Siegerauto Porsche 919 Hybrid erlebt.“
An ein Alltagsfahrzeug mag man also noch nicht denken. Zumindest die neue Öldirektkühlung scheint allerdings das Potential in sich zu tragen, auch auf andere Elektroautos und ihre Motoren und Batterien ausgeweitet werden zu können.
Bild: s.yuki/Flickr