Mission H24: Blick unter die Haut des mobilen Wasserstoff-Labors für Le Mans

Das Ziel der Mission H24 ist bereits im Namen enthalten. Das Programm zielt darauf ab, die Wasserstofftechnologie für den Wettbewerb bei den 24h von Le Mans zu entwickeln, und hat seit dem ersten Auftritt des LMPH2G in einer Trainingssitzung im Le-Mans-Cup 2019 einen langen Weg zurückgelegt. Die Zuverlässigkeit ist ein wichtiger Schwerpunkt des Programms.

Bassel Aslan, Technischer Leiter Motorsport bei GreenGT, ist zuversichtlich, dass sich die Leistung weiterhin schnell verbessern wird. Auch wenn es noch ein weiter Weg ist, um die konventionell angetriebenen LMP3- und GT3-Boliden, gegen die er in der ELMS-Rahmenserie antritt, regelmäßig zu schlagen, bleibt der aktuelle H24 ein unschätzbarer Testträger. Hier erfahrt ihr, wie seine hochmoderne Technologie funktioniert.

Antriebsstrang

Die wichtigste Änderung vom LMPH2G der ersten Generation zum aktuellen H24-Boliden betrifft den Antriebsstrang, der "komplett ersetzt wurde", erklärt Aslan. In einer stark vereinfachten Konfiguration gibt es jetzt zwei Elektromotoren statt deren vier, die im LMPH2G verwendet wurden.

Diese werden von drei Wasserstofftanks gespeist, um eine ausreichende Reichweite zu ermöglichen. Das Auto besitzt kein Differential. Seine Motoren treiben das linke und das rechte Rad unabhängig voneinander an, wie Aslan erklärt: "Sie sind mit einem völlig unabhängigen Getriebe für links und rechts verbunden".

Eine Batterie dient als Puffer, um die dynamische Leistung der Brennstoffzelle zu unterstützen und Bremsenergie zurückzugewinnen. Laut Aslan wurde kürzlich eine wichtige Entwicklung durchgeführt, um das thermische Verhalten der Batterie zu verbessern und ihre Leistungsgrenze auf 350 kW zu erhöhen. Wenn alle drei Tanks gefüllt sind, hat der Mission-H24-Prototyp eine Reichweite von 45 Minuten bei voller Geschwindigkeit.

Kühlung und Packaging

Die Unterbringung der zusätzlichen Komponenten, die für den Einbau einer Wasserstoff-Brennstoffzelle in das Adess-03-Evo-LMP3-Chassis erforderlich sind, war "eine echte Herausforderung", erklärt Aslan.

Der Antriebsstrang wurde inzwischen deutlich vereinfacht

Foto: JEP / Motorsport Images

Die drei Wasserstofftanks, die auf beiden Seiten des Fahrers und hinter ihm angebracht sind, sowie die Nebenaggregate, die mit der Brennstoffzelle, den Motoren und der Elektronik verbunden sind (ganz zu schweigen von der Batterie), erfordern einen erheblichen Kühlungsbedarf.

Obwohl ein Brennstoffzellensystem effizienter ist als ein Verbrennungsmotor, ist es nicht dafür ausgelegt, sich auf die gleiche Weise aufzuheizen - "Es gibt keine Abgase, die wie bei einem Verbrenner viel Wärme abgeben, also staut sich die ganze Hitze in der Brennstoffzelle" - und kann beschädigt werden, wenn die Temperaturen zu hoch werden.

"Die Brennstoffzelle muss gekühlt werden. Sie braucht große Kühler, die in direktem Konflikt mit der Aerodynamik stehen", sagt Aslan. Der H24-Prototyp verfügt über einen speziellen Wasser-Luft-Wärmetauscher, der für die Funktionalität der Brennstoffzelle die Luft kühlt.

Da die seitlich angebrachten Wasserstofftanks unfallgefährdet sind, mussten strenge Crashtests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug den Sicherheitsstandards entspricht und "eine sichere Konstruktion ist", so Aslan. "Selbst im Falle eines Unfalls können sie bis zu einem gewissen Grad überleben, ohne eine Gefahr für die umliegenden Sportwarte oder andere Personen auf der Strecke darzustellen".

Der Kühlung des Wasserstoff-Boliden kommt elementare Bedeutung zu

Foto: JEP / Motorsport Images

Die Verfeinerung des Antriebsstrangs trug ebenfalls dazu bei, Platz zu sparen, und führte zu einer "signifikanten Gewichtsreduzierung" im Vergleich zum LMPH2G. Das Packaging des H24-Boliden wird mit zunehmender Reife des Programms immer kompakter. Die Elemente des Brennstoffzellensystems "werden bereits kleiner und kompakter", erklärt Aslan. Das bietet mehr Spielraum für die Integration von Komponenten, die Gewichtsverteilung und Aerodynamik optimieren.

Bedienelemente im Auto

Da es keine Kupplung und kein Getriebe gibt, unterscheidet sich das Fahrerlebnis im Cockpit für Stéphane Richelmi deutlich von dem herkömmlicher Prototypen. Die Möglichkeit des Fahrers, das linke und das rechte Rad unabhängig voneinander zu steuern, ist "ein Vorteil, den wir mit unserem System haben", sagt Aslan.

"Man kann sich vorstellen, welche Möglichkeiten die Traktionskontrolle und das Torque-Vectoring bieten", sagt er. "Auch wenn sie in einigen Meisterschaften verboten sind: Da wir nicht in diesen Kategorien fahren und im Moment nur ein einmaliges Auto haben, profitieren wir davon. Unser Ziel ist es, die Performance zu verbessern".

Der Mission-H24-Prototyp bei Testfahrten in Le Castellet

Foto: JEP / Motorsport Images

Der H24-Prototyp, der in einer speziellen Innovations-Kategorie außerhalb des herkömmlichen LMP3-Reglements fährt, erzielte im vergangenen Jahr beim Rennen des Le-Mans-Cup in Portimao Rundenzeiten, die mit denen von GT3-Fahrzeugen vergleichbar sind. Richelmi kann die Traktionskontrolle so einstellen, dass die Kraftverteilung und die Stabilität beim Überfahren von Randsteinen verbessert werden.

Chassis

Das Adess-Chassis wurde "so weit wie möglich" standardisiert, "da es nicht Teil unseres Mehrwerts ist", erklärt Aslan, auch wenn es einige notwendige Anpassungen gab. "Wenn man ein völlig anderes System integriert, kann man es nicht genau so lassen, wie es ist. Also wurde es modifiziert, um es an unser Auto anzupassen", sagt er.

"Aber ich würde sagen, dass wir nicht viel in die Entwicklung in diesem Bereich investiert haben. Es ist nicht unser Kampf, in diese Richtung zu gehen".

Nachtanken

Der H24-Bolide kann innerhalb von drei Minuten an einer speziell von Total Energies entwickelten Tankstelle betankt werden. Es ist eine ständige Herausforderung, den Druck (die Wasserstoff-Tanks sind für 700 bar ausgelegt) und die Temperatur innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen zu halten und gleichzeitig einen konstanten Wasserstoff-Fluss zu gewährleisten.

Beim Nachtanken müssen noch deutliche Fortschritte erzielt werden

Foto: JEP / Motorsport Images

"Wenn man den Wasserstoff in die Tanks presst, steigt die Temperatur des Gases. Es gibt Grenzwerte, die man nicht überschreiten darf, weil sonst der Tank beschädigt wird", sagt Aslan. Das System von Total Energies räumt der Sicherheit höchste Priorität ein und verfügt über automatische Verfahren, um den Durchfluss bei Bedarf zu drosseln.

Selbst wenn das Betankungssystem in Betrieb ist, so Aslan, "wird nicht einmal ein Gramm Wasserstoff austreten, bevor die Verriegelung des Tankstutzens grünes Licht gibt, um zu bestätigen, dass alles dicht und verschlossen ist".

Die Erhöhung der Durchflussmengen innerhalb der thermischen Grenzen ist ein geplanter Schritt, von dem sich Aslan erhofft, dass der H24-Bolide weniger Zeit an der Box verliert: "Wir arbeiten mit Total Energies daran, wie wir das Gas kühlen können. Das wird uns dabei helfen, die Tankdauer radikal zu verkürzen und den klassischen Verbrennern beim Auftanken immer näher zu kommen".

Technische Daten des Mission-H24-Prototyen

Antriebsstrang: Drei Wasserstofftanks, ein Brennstoffzellensystem, zwei Elektromotoren

Spitzenleistung: 748 PS

Tankinhalt: 8,6 Kilogramm Wasserstoff

Speicherdruck: 700 bar

Gewicht: 1.416 Kilogramm

0-100 km/h: 3,4 Sekunden

Mit Bildmaterial von JEP / Motorsport Images.

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