Porsche: So funktioniert die Hybridtechnik des 919

Porsche hat für das Comeback in der Sportwagen-Topklasse LMP1 bei den 24h von Le Mans den schwierigsten Weg gewählt. Von den drei neuen Le-Mans-Prototypen von Audi, Porsche und Toyota hat der 919 Hybrid die aufwendigste Technik an Bord. Als einziger der drei Hersteller setzt Porsche auf einen kleinvolumigen V4-Turbomotor. Bei der Hybridtechnik setzen die Schwaben zusätzlich zur Rückgewinnung der kinetischen Energie als einziger Hersteller auch auf die Rückgewinnung der Abgasenergie. Im Gegensatz zu Audi und Toyota, die nur Hybridenergie nur beim Bremsen rekuperieren können, kann Porsche damit nicht nur beim Bremsen, sondern auch beim Beschleunigen die Batterien laden.

«Die Rückgewinnung von kinetischer Bremsenergie an der Vorderachse besitzt aufgrund der dynamischen Achslastverlagerung beim Bremsen nach vorn besonders grosses Potenzial, der Griff zu einem entsprechenden System war logisch», erklärt Porsche-LMP1-Technikchef Alexander Hitzinger. «Dafür haben wir auf ein KERS an der Hinterachse verzichtet. Wer mit einem Saugmotor startet, hat keine andere Wahl, dem bleibt nur diese Option. Durch die Verwendung der Turboaufladung bleibt uns aber noch eine andere Möglichkeit. Daher haben wir lieber auf die Nutzung der Abgasenergie des Turboladers gesetzt.»

Wie genau das System der Nutzung der Abgasenergie funktioniert, hielt Porsche bisher geheim. Porsche nutzt als einziger Hersteller die Abgasenergie, bei Audi wurde ein System mit einem neuartigen E-Turbolader wieder verworfen. Porsche nutzt anstelle des Abblaseventils («Wastegate») am Turbolader eine zusätzliche Turbinen-Generator-Einheit. Anstatt die überschüssige Abgasenergie über das Wastegaste abzublasen, nutzt Porsche dieses Abgas. Es treibt eine zweite Turbine an und damit auch einen Generator, der elektrische Energie erzeugt. Die neue Technologie führt die bislang verlorene Energie jetzt wieder zurück.

Beide Hybrid-Systeme leiten die in Strom umgewandelte Bewegungs- und Wärmeenergie an eine flüssigkeitsgekühlte von Porsche selbst entwickelte Lithium-Ionen-Batterie weiter, mit der Porsche auch neue Wege bestreitet. Hitzinger hat sich auch mit einem Schwungradspeicher wie ihn Audi nutzt und den Superkondensatoren befasst, die Toyota einsetzt, hält die Lithium-Ionen-Akkus aber für den besten Kompromiss. «Allerdings nur dann», schränkt er ein, «wenn hierfür die richtige Zellentechnologie zur Verfügung steht, um bei relativ hoher Speicherkapazität auch eine sehr hohe Leistungsdichte herauszuholen.»

Die Menge elektrischer Energie, die der Fahrer pro Le-Mans-Runde als sogenannten Boost zusätzlich nutzen kann, ist begrenzt. Das Reglement sieht vier Klassen von Energiemengen vor, die von 2 bis 8 Megajoule (MJ) reichen. Porsche hat den 919 Hybrid in der 6-Megajoule-Kategorie homologiert. Damit darf der LMP1-Prototyp auf der 13,629 Kilometer langen Runde exakt 1,67 Kilowattstunden (kWh) Strom verbrauchen, da 3,6 Megajoule einer 1 Kilowattstunde (kWh) entsprechen. Doch was bedeutet das konkret?

2013 hat der Le Mans-Sieger 348 Runden absolviert. Über die gleiche Distanz betrachtet, erzeugt und setzt der neue 919 Hybrid 581,2 Kilowattstunden (kWh) ein – eine elektrische Leistung, die eine 60-Watt-Glühbirne ganze 9.687 Stunden lang leuchten ließe. Oder anders ausgedrückt: Mit der Energie, die der LMP1-Prototyp von Porsche während eines Le-Mans-Rennens rekuperiert, könnte das derzeit effizienteste Elektroauto in der Kompaktklasse, der neue Volkswagen e-Golf, 4.576 Kilometer zurücklegen – und damit zum Beispiel einmal quer durch die USA von New York bis nach Los Angeles reisen.