Porsche 911 GT3 R Hybrid: Motorsport als Spielwiese

Kein anderer Autohersteller ist mit dem Motorsport so intensiv verbunden wie Porsche. Das schwäbische Unternehmen fährt weltweit in verschiedenen Rennserien mit und betreibt regen Kundensport. Und weil Motorsportabteilung und Serienentwicklung in Weissach Tür an Tür arbeiten, erscheint es logisch, dass neue Technologien recht schnell den Weg von der Piste auf die Straße finden können. Beste Chancen dafür hat eine elektrisch angetriebene Vorderachse. Porsche wird damit 2013 seinen 368 kW/500 PS starken Hybrid-Supersportwagen 918 Spyder ausrüsten und könnte die E-Achse etwas später in die dann aktuelle Generation der Carrera-Baureihe (Debüt Ende 2011) einfließen lassen.

Die neue Vorderachse ist eine ungewöhnliche Hybridlösung. Zwei Elektromotoren ersetzen den konventionellen Allradantrieb, wie er heute im Carrera 4 verbaut wird. Gleichzeitig soll der elektrische Vortrieb an den Vorderrädern für weniger Verbrauch und mehr Fahrspaß sorgen. "Wir wollen den Hybridantrieb emotionalisieren", sagt Daniel Armbruster, Chef-Entwickler bei Porsche Motorsport.

Technologieträger ist derzeit der 911 GT3 R Hybrid. Innerhalb von nur elf Monaten auf die Räder gestellt, fuhr der Hybrid-Carrera dieses Jahr in Deutschland das 24-Stunden-Rennen auf dem Nürburgring, in den USA die "Road Atlanta" (1 000 Meilen) und in China ein weiteres 1 000-Kilometer-Langstreckenrennen - jeweils außer Konkurrenz in der Klasse der "Experimental Cars". "Wir nutzen in diesem Fall den Motorsport als Spielwiese", sagt Armbruster, wissend, dass Renneinsätze ein schnelles Feedback auf den Entwicklungsprozess ermöglichen. Von China aus flogen die Ingenieure mit einem Bündel neuer Daten zurück nach Weissach.

Der 43-jährige Armbruster gilt als Vater des "rollenden Rennlabors", wie er den 911 GT3 R Hybrid nennt. Im Heck des Carreras sitzt zwar weiterhin ein Sechszylinder-Boxer mit 353 kW/480 PS, doch zusätzlich wird die Vorderachse von zwei sehr kompakten und 60 kW/82 PS starken Elektromotoren angetrieben.
Sie sind wassergekühlt und drehen bis zu 15 000 U/min. Ein beidseitig vorgelegtes Mini-Planetengetriebe mit Kupplung reduziert die Rotation auf die jeweilige Radgeschwindigkeit. Dieses Baukonzept ließe sich nahezu 1:1 auf den Serien-Carrera übertragen, und in dessen Folge auch auf die Baureihe Boxster/Cayman, da sie einen identischen Vorderwagen besitzt.

Den Strom für die E-Motoren liefert eine Lithium-Ionen-Batterie, die immer dann aufgeladen wird, wenn der Fahrer bremst (Rekuperation). Im GT3 R Hybrid übernimmt die Energiespeicherung und -abgabe ein elektrisches Schwungrad. Es eignet sich jedoch nur für den Renneinsatz, wo extrem häufig gebremst und beschleunigt wird.

Der elektrische Vorderradantrieb bietet viele Vorteile. Einsparen lassen sich die bei einem konventionellen Allradantrieb nötigen Bauteile, unter anderem Mittendifferential, Kardanwelle, Vorderachsdifferential und Differentialsperre. Da zwei E-Motoren zur Verfügung stehen, kann jedes Rad einzeln angesteuert werden. Die Software bestimmt letztlich, wann wohin wie viel Leistung verteilt wird - im Bruchteil einer Sekunde. Umgekehrt können in kritischen Situationen Räder über den E-Motor auch einzeln abgebremst werden, ähnlich wie es ein ESP heute macht. Bereits in Atlanta setzte Porsche im 911 GT3 R Hybrid ein so genanntes "Torque Vectoring" ein. Hier wird in Kurven gezielt das optimale Drehmoment auf die Räder gegeben, außen mehr, innen weniger.

Ein paar Kopfschmerzen könnte den Entwicklern in Weissach allenfalls noch das zusätzliche Gewicht bereiten. Im 911 GT3 R Hybrid wiegt allein die E-Achse 68 Kilogramm. Die restlichen Komponenten wie Schwungrad und dessen Ölkühlung, Kabel und elektronische Leistungseinheit bringen noch einmal das gleiche Gewicht auf die Waage. Für Rennexperte Armbruster hat das anteilige Mehrgewicht auf der Vorderachse dennoch sein Gutes: "Es sorgt für eine insgesamt bessere Balance des Autos und steigert die Fahrdynamik." Michael Specht/mid mid/ms