Audi RS Q e-tron: Audis Angriff auf die Dakar

Erstmals setzt Audi auf einen Sieg bei der Dakar-Rallye. Sollte dieser gelingen, wäre es sowohl der erste Erfolg für die Marke mit den vier Ringen als auch der erste eines Elektrofahrzeugs – wenn auch eines mit Verbrennungsmotor, dazu später mehr – in diesem extrem anspruchsvollen Umfeld: der RS Q e-tron.

Die Dakar-Rallye zählt zu den härtesten Motorsportveranstaltungen weltweit. 2022 startet das Rennen am ersten Januartag und erstreckt sich über zwei Wochen. Ein Feld furchtloser Wüstenbezwinger legt dabei Tausende Kilometer durch das Zentrum Saudi-Arabiens zurück. Das Land war bereits 2021 Austragungsort, doch diesmal sind die Strecken weniger felsig und deutlich sandiger – ganz im Stil der ursprünglichen Dakar in den Tiefen Afrikas.

Als wären Untergrund und Konkurrenz nicht bereits Herausforderung genug, macht Audi die Aufgabe mit einem Elektroauto noch anspruchsvoller. Streng genommen fährt der RS Q e-tron elektrisch, verfügt aber über einen 2,0-TFSI-Benzinmotor. Dieser lädt ausschließlich die Batterie, ist nicht mit den Achsen verbunden und treibt daher zu keinem Zeitpunkt die Räder an.

Trotzdem bleibt es eine enorme Aufgabe: Sehr hohe Temperaturen, die Länge der Wertungsprüfungen unter Extrembedingungen und Wüstensand sind für jede Batterie problematisch.

„Die Anforderungen dieser Art von Wettbewerb festzulegen, bedeutete für das gesamte Team einen enormen Aufwand“, fasst Lukas Folie, der bei Audi für die Hochvoltbatterie verantwortliche Ingenieur, zusammen. „Zumal es im Motorsport keine Erfahrung mit einem Fahrzeug dieses Antriebssystems bei einer Veranstaltung mit solchen Eigenschaften gibt.“

Spitzenteam mit dem „Mr. Dakar“

Um diese Mission im wahrsten Sinne des Wortes zu steuern, setzte Audi auf drei bewährte Fahrer-/Beifahrer-Duos. Der Hersteller vertraut darauf, dass sie bei seinem offiziellen Dakar-Debüt für eine Überraschung sorgen können.

Die drei RS Q e-tron werden von Mattias Ekström, Carlos Sainz und dem „Mr. Dakar“ Stéphane Peterhansel pilotiert. Ekström verbrachte fast seine gesamte Karriere bei Audi, gewann 2004 und 2007 die DTM, 2016 die World Rallycross und debütierte 2021 sowohl in der Extreme E als auch bei der Dakar. Sainz wurde 1990 und 1992 Rallye-Weltmeister und gewann die Dakar dreimal, nämlich 2010, 2018 und 2020. Peterhansel kommt auf 33 Dakar-Teilnahmen und 14 Gesamtsiege, davon sechs auf Motorrädern und acht in Autos.

Der Prototyp entstand vollständig in etwas mehr als einem Jahr. „Dazu trugen die Erfahrung und das Wissen von Audi in verschiedenen Motorsportdisziplinen erheblich bei“, erklärt Axel Löffler, Chefdesigner des RS Q e-tron.

Auch die Karosserie besteht aus CFK, Kevlar und Verbundwerkstoffen. Zudem kommen Komponenten aus Audi-Serienfahrzeugen zum Einsatz: Für eine höhere Kratzfestigkeit erhielt der RS Q e-tron die beheizbare Verbundglasscheibe des Audi A4 als Windschutzscheibe, während die leichteren Seitenscheiben aus Polycarbonat gefertigt sind.

Im Cockpit sitzen Fahrer und Beifahrer auf CFK-Schalensitzen. Ihr Design ähnelt den Sitzen aus DTM- und LMP-Rennwagen; der wesentliche Unterschied liegt im verformbaren Schulterbereich, der vom Reglement vorgeschrieben wird.

Audi RS Q e-tron: Zusammenarbeit im Cockpit

Vor dem Fahrer befindet sich ein Lenkrad mit acht Tasten für Hupe, Scheibenwischer, Dateneingaben, den Geschwindigkeitsbegrenzer für Bereiche mit Tempolimit und weitere Funktionen. Hinter dem Lenkrad informiert ein Display über Reifendruck, Fahrtrichtung und aktuelle Geschwindigkeit.

Hinzu kommen Warnleuchten für Störungen im Antriebssystem oder der Batterie, ein Kompass sowie ein zentraler Bildschirm zwischen Fahrer und Beifahrer. Dieser zeigt unter anderem Reifendruck und Bremskraftverteilung an. Viele der wichtigen Informationen erscheinen grün, wenn alles korrekt arbeitet, und rot, wenn ein Fehler vorliegt.

Da der Beifahrer weniger navigieren muss als früher und bei anderen Wettbewerben – ihm steht ein digitales „Notizbuch“ zur Verfügung –, bleibt ihm Zeit, den Fahrer bei dessen schwieriger Aufgabe zu unterstützen: beim Fahren und beim übergeordneten Management des Fahrzeugs inmitten der Vielzahl an Bedienelementen, Anzeigen und Monitoren.

Im engen Wettlauf gegen die Zeit testete das von Sven Quandt geleitete Team den Prototypen über insgesamt mehr als 2500 km auf besonders anspruchsvollem Terrain. Pandemiebedingte Einschränkungen und die Versorgung mit Komponenten erschwerten die Arbeit zusätzlich. Künstlich erzeugte hohe Temperaturen simulierten etwa eine Wüstenpassage durch ein trockenes Flussbett: Die Kühllufteinlässe wurden bewusst abgedeckt, um hohe Außentemperaturen nachzustellen. Diese Prüfung bestand der RS Q e-tron mit sehr gutem Ergebnis.

Auf felsigen Strecken erlitten die Reifen hingegen wiederholt Schäden. Ein Querlenker gab nach einem Aufprall auf einen Stein nach, eine Manschette der Antriebswelle musste ersetzt werden; darüber hinaus gab es kleinere Beschädigungen an der Karosserie.

Unterstützung aus der Formel E

Der Audi RS Q e-tron für die Dakar verwendet die Elektromotoren des jüngsten Formel-E-Rennwagens der Marke, des FE07, während die Batterie intern entwickelt wurde. Das seit der ersten Formel-E-Saison 2017 gesammelte Wissen ist jedoch nur begrenzt übertragbar, denn die Anforderungen an den Antrieb unterscheiden sich bei der Dakar grundlegend.

Mehrere Hundert Kilometer am Stück zurückzulegen, möglicherweise bei Temperaturen um 40 °C, und das Fahrzeug ununterbrochen aus dem Sand ziehen zu müssen, belastet den Antrieb und vor allem die Batterie enorm. Besonders kritisch ist die Überhitzung, die durch den Bewegungswiderstand des Sandes entstehen kann.

Das Auto besitzt nur eine Übersetzung, und sowohl Vorder- als auch Hinterachse werden angetrieben – jeweils durch einen Elektromotor. Eine mechanische Verbindung zwischen den Achsen gibt es jedoch nicht. Stattdessen regelt die Audi-Software die Drehmomentverteilung und erzeugt damit ein frei konfigurierbares virtuelles Mittendifferenzial. Als positiver Nebeneffekt entfallen Masse und Bauraum, die ansonsten für Kardanwelle und mechanisches Differenzial erforderlich wären.

Die technologische Komplexität bei Software sowie elektrischen und elektronischen Systemen ist beispiellos, wie Andreas Roos, Leiter des Audi-Motorsportengagements, verdeutlicht: „Wir haben zwei zentrale Steuergeräte und rund 4 km Kabel im Fahrzeug, die Hochvoltkabel nicht eingerechnet“, sagt Roos. Anschließend ergänzt er: „Andererseits gibt es maximal sechs Kühlsysteme – jeweils eines pro Elektromotor, eines für den Energiewandler, eines für den Ladeluftkühler und eines für die Klimaanlage.“

Benzinmotor lädt ausschließlich die Batterie

Die Batterie besitzt eine Kapazität von 52 kWh, wiegt rund 370 kg und nutzt Pouch-Zellen mit hoher Energiedichte und langsamer Alterung. Dadurch soll der RS Q e-tron während der gesamten Rallye und in jeder einzelnen Etappe eine konstante Leistung bieten.

Die kombinierte Leistung beider Elektromotoren beträgt reglementbedingt 288 kW (392 PS). Allerdings reicht die Batteriekapazität nicht aus, um auf den langen Dakar-Etappen die notwendige Reichweite sicherzustellen – die längste davon misst bis zu 800 km.

Und weil selbst in der ausgefeiltesten Fata Morgana einer Oase keine Ladesäulen stehen werden, mussten die Audi-Ingenieure den 2,0 TFSI aus dem DTM-Audi RS 5 einbauen. Er übernimmt als Range Extender die Aufgabe, die Batterie mit Energie zu „versorgen“.

Da seine Ladeleistung allerdings auf 220 kW (299 PS) begrenzt ist, kann beim RS Q e-tron in bestimmten Rennphasen ein Leistungsdefizit entstehen. Das gilt insbesondere dann, wenn das Zusammenspiel der Energiequellen nicht äußerst präzise gesteuert wird – vor allem auf den längsten Etappen.

Das trifft besonders auf die Energierückgewinnung zu. Das in Le Mans und der Formel E erworbene Know-how ist Audi dabei sehr nützlich. Zusätzlich hilft, dass für die Rekuperation nicht dieselben Einschränkungen gelten wie beim Beschleunigen.

Energiemanagement ist ebenso wichtig wie Fahren

Eine der schwierigsten Besonderheiten dieses Wettbewerbs besteht darin, dass die Teams die genaue Route einer Etappe erst 15 Minuten vor deren Beginn erfahren. Früher wurde der Streckenplan bereits am Vorabend ausgegeben.

Um den Stromfluss zu kontrollieren, die Energiebilanz zu steuern und die Leistungsfähigkeit der Batterie zu erhalten, programmierten die deutschen Techniker die Software so, dass der Ladezustand abhängig vom Energiebedarf innerhalb bestimmter vordefinierter Grenzen bleibt.

Erfordert beispielsweise eine besonders schwierige Dünenpassage die maximale Leistung beider Elektromotoren, sinkt der Batterieladezustand kontrolliert. Der Energiewandler – der TFSI-Motor – kann die Höchstleistung der Elektromotoren nicht vollständig ausgleichen.

„Das ist nur über einen begrenzten Zeitraum möglich“, erläutert Lukas Folie und fügt hinzu: „Über eine längere Distanz muss immer ein empfindliches Gleichgewicht gefunden werden, und wir müssen den Energieverbrauch senken, damit der Ladezustand der Batterie in einem nutzbaren Bereich bleibt – schließlich müssen wir sicherstellen, dass wir das Ende jeder Etappe erreichen.“

Für die Fahrer bedeutet das im Cockpit des Audi RS Q e-tron bei der Dakar einen doppelten Kampf: gegen die anderen Teilnehmer und um die korrekte Steuerung der Energieflüsse. Beide Aufgaben sind eng miteinander verknüpft und voneinander abhängig.

Aufbruch zur „Mondmission“

Bei Audi ist die Begeisterung rund um das Dakar-Projekt deutlich spürbar. Als erster Automobilhersteller diese extreme Bühne mit einem elektrisch angetriebenen Auto zu gewinnen, ist ein klares Ziel. Zugleich weiß die Mannschaft genau, dass dies im Debütjahr kaum sofort gelingen dürfte.

Quandt vertritt dieselbe Einschätzung, setzt die Erwartungen jedoch etwas niedriger an. Für ihn wäre „das Ziel bei der Dakar zu erreichen, bereits ein Sieg an sich“. Danach vergleicht er das Dakar-Projekt mit der Mondlandung: „Damals wussten die Ingenieure nicht wirklich, was auf sie zukam. Das ist nicht sehr anders als das, was wir jetzt erleben.“

So sehr die wichtigsten Beteiligten des Projekts versuchen, durch ein vorsichtiges Erwartungsmanagement etwas Druck zu nehmen, werden am ersten Tag des Jahres 2022 alle Augen auf den RS Q e-tron gerichtet sein.

Technische Daten

Audi RS Q e-tron
Motor-Generator
Architektur
Einbauposition
Hubraum
Elektromotoren
Anzahl
Leistung
Drehmoment
Batterie
Chemie
Kapazität
Antrieb
Antrieb
Getriebe
Fahrwerk
Radaufhängung
Bremsen
Abmessungen und Kapazitäten
L x B x H
Radstand
Masse
Räder
Fahrleistungen, Verbrauch, Emissionen
Höchstgeschwindigkeit
0–100 km/h