Hyundai N Vision 75 und Hyundai RN22e: neue Details

Hyundai blickt in eine elektrische Zukunft und zeigt mit den beiden Modellen wie man zukünftig im Rennsport aktiv sein möchte.

Mit dem N Vision 75 und dem RN22e hat Hyundai vor einigen Monaten zwei Visionen für die Rennstrecke präsentiert, jetzt hat man alle Details zu den zwei Fahrzeugen verraten:

Die Entwicklung der N Vision 74

Neben der Entwicklung von Performance Elektrofahrzeugen, machten sich die Ingenieure von Hyundai an die Entwicklung des N Vision 74. In der Entwicklungsphase entschieden sie sich für eine Hybridstruktur aus einem batterieelektrischen und einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug (FCEV).

In Brennstoffzellen reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft, wobei Strom, Wärme und Wasser erzeugt wird. Der in den Tanks gespeicherte Wasserstoff wird, wenn er in den Brennstoffzellenstack gelangt, in Protonen und Elektronen aufgespalten. Der in der Brennstoffzelle entstehende Elektronenfluss liefert Strom, der den Elektromotor antreibt, und die Protonen reagieren mit Sauerstoffmolekülen aus der Luft und erzeugen Wärme und Wasserdampf.

Während die Vorteile von batterieelektrischen Fahrzeugen (BEVs) allgemein bekannt sind, bieten auch FCEVs eine Vielzahl von Vorteilen. Abgesehen von Wasser produzieren FCEVs keinerlei Emissionen. FCEVs können sogar die Luftqualität verbessern: Der Brennstoffzellenstack benötigt gereinigte Luft, der Luftfilter entfernt Mikropartikel und gibt die gereinigte nicht benötigte Luft an die Umgebung ab – so ist die abgegebene Luft sauberer als sie ursprünglich bei der Aufnahme war. Wasserstoff-Brennstoffzellen sind auch hocheffizient: Sie haben einen Wirkungsgrad von 50 bis 60 Prozent bei der reinen Stromerzeugung und 80 bis 90 Prozent bei der Nutzung der erzeugten Wärme. Darüber hinaus sind FCEVs auch eine attraktive zukünftige Energiequelle für die Elektromobilität, da sie im Vergleich zu BEVs größere Reichweiten und kürzere Betankungszeiten bieten.

Obwohl der N Vision 74 einen Wasserstoff-Elektro-Hybrid-Antriebsstrang verwendet, unterscheidet er sich in seiner Systemkonfiguration von einem herkömmlichen Wasserstoff-Brennstoffzellen- oder batteriegestützten Elektrofahrzeug. Im Gegensatz zu bestehenden FCEVs, die integrierte Wasserstoff-Brennstoffzellen-Stacks verwenden, welche den Strom direkt in die Motoren einspeisen, verfügt der N Vision 74 mit seiner Hochkapazitätsbatterie über eine zusätzliche Komponente. Dies trägt dazu bei, die Spitzenlast der Batterien zu verbessern, da sie im optimalen Temperaturbereich gehalten wird, und so eine gleichmäßige Energieabgabe gewährleistet ist.

Die beiden unterschiedlichen Antriebsenergien des N Vision 74 können je nach Fahrsituation flexibel eingesetzt werden. Die Hyundai-Ingenieure haben sich für diesen mutigen Ansatz entschieden, da sie von den Vorteilen beider Technologien in ihrem jeweiligen Anwendungsbereich überzeugt sind.

Die Architektur des N Vision 74

Zur Analyse der Alltagstauglichkeit und des Funfaktors im Zeitalter der Elektrifizierung ist der Antrieb des N Vision 74 auf hohe Ausdauer und schnelles Aufladen unter Rennstreckenbedingungen ausgelegt. Die Ingenieure haben ein kooperierendes System entwickelt, damit die beiden unterschiedlichen Energiequellen in maximaler Synergie zusammenarbeiten können.

Der Wasserstoff-Brennstoffzellenstapel des Fahrzeugs ist vorne montiert, während die T-Batterie direkt hinter dem Fahrer angebracht ist, um so die Höhe und den Schwerpunkt zu senken. Der niedrigere Schwerpunkt von E-Fahrzeugen kann das zusätzliche Gewicht zwar nicht vollständig wettmachen, bietet aber erhebliche Vorteile, wie z. B. bessere Traktion und eine geringere Wankneigung.

An der Hinterachse befinden sich zwei leistungsstarke Motoren für den unabhängigen Antrieb jedes Hinterrads, die zusammen 500 kW erzeugen. Darüber liegen zwei 2,1 kg Wasserstofftanks. Die Entwicklung der Systemintegration und der Steuerungssoftware des N Vision 74, die konzernintern entwickelt wurde, war weitaus fortschrittlicher als die eines normalen Elektrofahrzeugs und hat mehr mit der Entwicklung der XCIENT-Brennstoffzellen-Lkw von Hyundai gemein.

Doppelte Aufladung sorgt für Flexibilität

Das batterieelektrische und das Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antriebssystem können getrennt voneinander arbeiten. Wenn die volle Leistung nicht benötigt wird, treibt die Brennstoffzelle das Auto an. Wenn hohe Leistung erforderlich ist, arbeiten beide Systeme zusammen.

Die doppelte Aufladung dieses Hybridsystems bietet den Ingenieuren eine hohe Flexibilität. Das Wasserstoffsystem lässt sich in weniger als fünf Minuten auftanken und kann zum Aufladen der Batterie verwendet werden, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist. Das batterieelektrische Antriebssystem sorgt dafür, dass das Fahrzeug auch dann voll funktionsfähig bleibt, wenn kein Wasserstoff verfügbar ist.

Funktionale Ästhetik: Kühlung und Aerodynamik

Mit einem komplexen Kühlsystem erreicht der N Vision 74 einen effizienten Luftstrom und maximale Kühlung bei hoher Leistung. Dies bietet die richtige Balance zwischen Rennstreckentauglichkeit und geringer Wärmeentwicklung.

Die Anordnung von Brennstoffzelle, Batterie, Motor und anderen Teilen wurde so konstruiert, dass drei unabhängige Kühlkanäle entstehen. Dies ermöglicht eine optimierte Energieeffizienz in verschiedenen Fahrsituationen.

Die Form folgt der Funktion: Die Kühlelemente, wie der unverwechselbare Kühlergrill sowie die seitlichen und hinteren Lüftungsöffnungen des N Vision 74, sind vollständig in das aerodynamische Design integriert. Darüber hinaus leiten Luftableiter an den Vorderrädern des Fahrzeugs den seitlichen Luftstrom in große Kühleinlässe, um das Wärmemanagement des elektrischen Antriebssystems zu arrangieren.

Das Design ermöglicht auch eine bessere Aerodynamik. Die Form der Seitenschürze und der vom Motorsport inspirierte Spoiler erzeugen einen Abtrieb am Heck, während das aerodynamische Felgendesign ein Gleichgewicht zwischen aerodynamischer Effizienz und Leistung herstellen.

Innovatives FCEV-Logiksystem (VCU) mit Torque-Vectoring-Technologie

Der N Vision 74 ist mit einem VCU-System (Vehicle Control Unit) mit Torque-Vectoring-Technologie an den hinteren Motoren ausgestattet. Die Hyundai-Ingenieure haben eine eigene Steuerungssoftware für das Torque Vectoring System entwickelt, die wie ein virtuelles Sperrdifferenzial funktioniert. Dieses für den N Vision 74 maßgeschneiderte VCU-System unterstützt das e-TVTM (electronic Torque Vectoring by Twin Motors), um das Kurvenverhalten, mit den 235 kW starken Motoren, an jedem Hinterrad zu verbessern. Es ermöglicht eine präzise, schnelle und unabhängige Steuerung der linken und rechten Leistungszuteilung und des Drehmoments, um unterschiedlichen Fahrgegebenheiten gerecht zu werden. Optimales Handling und Traktion verbessern das Kurvenerlebnis, was ihn perfekt für Rennstrecken macht und sicherstellt, dass die Fahrer den Charakter des Fahrzeugs wirklich erleben können.

Der Hyundai RN22e: Wissenstransfer aus dem IONIQ 6

In der Vergangenheit hat die Marke Hyundai N ihr Wissen von der Rennstrecke auf die Straße übertragen. Der i20 N wurde zum Beispiel direkt vom i20 WRC abgeleitet. Im Gegensatz zu den jüngsten RM-Projekten, die auf dem VELOSTER basierten, ließ sich die Marke N vom neuesten Modell der IONIQ-Reihe inspirieren.

Der RN22e ist in ein auf dem IONIQ 6 basierendes Stromlinien-Design verpackt. So können die Vorteile der optimalen Aerodynamik genutzt werden. Mit seinem unverwechselbar abfallenden Profil und den sorgfältig ausgearbeiteten Konturen liefert der IONIQ 6 den bisher niedrigsten Luftwiderstandsbeiwert von 0,21 von Hyundai. Um die Leistung zu maximieren, hat Hyundai vom Motorsport inspirierte Details einfließen lassen. Durch die verringerte Bodenfreiheit und akzentuierte Schultern hat Hyundai ein Design mit einer breiten und satten Optik entwickelt. Während das Grunddesign des IONIQ 6 beibehalten wurde, wurde beispielsweise der untere Teil der Stoßfänger sportlich ausgeführt und versprüht so Rennsportfeeling. Neben der Designästhetik erfüllen die dynamischen Anbauteile des RN22e aber natürlich auch funktionale Aspekte wie die Verbesserung der Kühlung und Aerodynamik.

Mit einer Länge von 4.915 mm, einer Breite von 2.023 mm und einer Höhe von 1.479 mm bei einem Radstand von 2.950 mm wird der RN22e mit dem Know-how aus dem Motorsport weiterentwickelt, so dass Hyundai seine fortschrittlichen Technologien verfeinern und perfektionieren kann.

In technologischer Hinsicht wird der RN22e von verschiedenen Aspekten der Marke N und der RM-Serie sowie von Hyundai Motorsport beeinflusst. Durch die Teilnahme an der ETCR-Serie sammelt die Motorsportabteilung von Hyundai Daten über das Verhalten von Elektrofahrzeugen unter schwierigsten Rennbedingungen. Die im Rahmen des RM-Projekts gewonnenen Erkenntnisse unterstützen die Erprobung und Entwicklung von Technologien, die vom Motorsport abgeleitet sind. Die E-GMP stellt sicher, dass der RN22e nicht nur mit einem leistungsstarken Elektromotor und einer großvolumigen Batterie ausgestattet ist, sondern dass er von Anfang an zu einem Hochleistungs-Elektrofahrzeug entwickelt werden konnte.

Ein neues Niveau an Kurvenperformance

Ausgestattet mit einem Allradantrieb ermöglicht der RN22e eine optimale Drehmomentverteilung entsprechend der verschiedenen Fahrmodi, die es dem Fahrer erlauben, die Drehmomentleistung an die Vorder- und Hinterräder zu verteilen. Die maximale Leistung des vorderen Elektromotors beträgt 160 kW, die des hinteren 270 kW, also insgesamt 430 kW, das maximale Drehmoment liegt bei 740 Nm. Der RN22e ist außerdem mit einer E-GMP-spezifischen Technologie ausgestattet, die eine Kraftverteilung auf Vorder- und Hinterräder ermöglicht. Sie wurde auf der Grundlage von Erkenntnissen aus dem Hyundai Motorsport in den komplexen Bedingungen der WRC weiterentwickelt. Das Ergebnis: Diese Technologie schaltet je nach Fahrsituation schnell zwischen Allrad- und Heckantrieb um, indem sie den Vorderradmotor abkoppelt.

Weitere Beispiele für fortschrittliche Technologien im RN22e sind das Torque Vectoring (e-TVTC), das die Antriebskraft des hinteren Elektromotors durch Ein- und Ausschalten der Doppelkupplung an die Hinterräder verteilt. Dadurch ist das e-TVTC in der Lage, bei Kurvenfahrten die gesamte Antriebskraft auf nur ein Hinterrad zu übertragen, was einen ähnlichen Effekt wie das e-LSD bei den N-Modellen mit Verbrennungsmotor hat. Mit dieser Torque-Vectoring-Technologie stößt der RN22e in einen Grenzbereich vor, der für Elektroautos die aufgrund ihres Gewichts dazu neigen aus Kurven heraus zu untersteuern, bisher nicht erreichbar schien und sorgt so für ein dynamischeres Fahrverhalten. Wenn die Doppelkupplung des Hinterrads abgekoppelt wird, ist außerdem „Segeln“ möglich, was die Effizienz erhöht. Die e-TVTC-Software des RN22e wird auch in Zukunft kontinuierlich weiterentwickelt und sich in einer Reihe von Fahrmilieus, für verschiedenste Anforderungen, wiederfinden.

Die E-GMP Plattform sorgt für einen niedrigen Schwerpunkt, indem die schweren vorderen und hinteren Elektromotoren und die Batterie im Unterboden des Fahrzeugs platziert werden, wodurch das Gewicht vorne und hinten ideal verteilt wird. Im RN22e wird auch die von der WRC inspirierte IDA (Integrated Drive Axle) eingesetzt, die Antriebswelle und Radlager kombinieren, um Gewicht zu reduzieren und die Steifigkeit zu erhöhen. Die Steifigkeit der Karosserie wird durch einen Überrollkäfig und eine separate hintere Trennwand zusätzlich optimiert, während 3D-gedruckte Aluminiumteile zu einem geringeren Gewicht und damit zu einer besseren Kurvenperformance beitragen.

Rennstreckentauglichkeit für endlosen Fahrspaß

Eines der R&D-Ziele des RN22e ist die Perfektionierung der Kühlung und der Aerodynamik. Es ist allgemein bekannt, dass die Aerodynamik einen großen Einfluss auf die Fahrstabilität, die Kraftstoffeffizienz und die Geräuschentwicklung von Hochleistungsfahrzeugen hat. Wie auch bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist das Wärmemanagement enorm wichtig. Elektroautos müssen den Fahrtwind zu ihrem Vorteil nutzen und Luft und Kühlmittel einsetzen, um die Wärme ihrer Batterien zu managen – und das ist besonders bei Hochleistungsmodellen essentiell und von größter Bedeutung und Wichtigkeit. Das auf den RN22e abgestimmte Kühlsystem wurde auf den Erkenntnissen aus dem Motorsport mit den Hyundai-Modellen VELOSTER N ETCR und RM20e entwickelt und wird von den Ingenieuren des Unternehmens in Zukunft immer weiter verfeinert.

Um maximale Leistungen zu erzielen, optimiert die Batterievorkonditionierung den Zustand der Batterie vor und nach der Fahrt auf der Rennstrecke. Diese Funktion hebt die Batterietemperatur vorher auf ein optimales Niveau und senkt die Batterietemperatur danach, um das schnelle 800-V-Laden zu ermöglichen. Darüber hinaus verfügen der Elektromotor und die Batterie über unabhängige Kühlsysteme für ein effizienteres Wärmemanagement, während ein prominenter Kühlereinlass die Kühlleistung weiter verbessert.

Ein weiterer Schlüssel für die konstante Leistung des RN22e auf der Rennstrecke sind seine Bremseigenschaften. Im Allgemeinen führen die schweren Batterien von Elektrofahrzeugen zu einer größeren Trägheit im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Wenn ein solch schweres Fahrzeug kurz vor einer Kurve plötzlich abbremst, steigt die Belastung des Bremssystems aufgrund der erhöhten kinetischen Energie. Dann wird es nicht nur schwierig, die ideale Rundenzeit zu markieren, sondern es kann auch zu Bremsfading und einem starken Abfall der Bremsleistung kommen. Um dies zu verhindern, verwendet der RN22e Hochleistungsbremsbeläge aus den N-Modellen, 4-Kolben-Monobloc-Bremssättel und 400-mm-Hybridbremsscheiben. Die Marke N von Hyundai entwickelt derzeit eine für Hochleistungs-Elektroautos optimierte Bremskraftverstärkertechnologie, die ein schnelleres und aggressiveres Bremsverhalten ermöglicht.

RN22e – erlebnisreich in den Alltag

Der RN22e ist nicht nur vollgepackt mit Technologie, die Dynamik auf der Rennstrecke bietet, sondern auch mit Funktionen, die den Alltag emotionaler machen. Der Sound von Hochleistungsautos weckt die Emotionen des Fahrers, aber bei Elektroautos ohne Motor- und Auspuffgeräusche ist es schwierig, diese Emotionalität zu vermitteln.

Der RN22e verfügt über N Sound+, der eine Klangkulisse aus Innen- und Außenlautsprechern erzeugt, so dass der Fahrer das Fahrerlebnis individuell und seiner Stimmung entsprechend genießen kann. Dieser Sound simuliert die Soundkulisse eines leistungsstarken Verbrennungsmotors, während die N e-shift-Funktion ein Vibrations- und Schaltcharakteristik vermittelt, um die Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug zu fördern. Der N Sound+ wird kontinuierlich weiterentwickelt, um den verschiedenen Bedürfnisse gerecht zu werden, und soll in einem zukünftigen N-Serienmodell ein charakteristisches Fahrerlebnis bieten.

Eine weitere fortschrittliche Technologie, die Hyundai mit dem RN22e entwickelt, ist ein intelligentes Niveauregulierungssystem. Ziel ist es, durch den Einsatz eines Luftfederungskonzepts, das für den Fahrkomfort von Luxusfahrzeugen verwendet wird, sowohl den täglichen Komfort als auch dynamisches Fahren auf der Rennstrecke zu ermöglichen. Es kann die Karosserie anheben, um Beschädigungen des Unterbodens beim Passieren von Rampen und Bodenwellen zu vermeiden, und die Karosserie absenken, um die Aerodynamik zu verbessern, indem der Schwerpunkt des Fahrzeugs auf der Rennstrecke abgesenkt wird. Die Entwicklung geht dahin, die Leistung auf verschiedene Fahrumgebungen anzupassen, indem nicht nur die Höhe, sondern auch die Druck- und Zugstufe der Federung eingestellt wird.

Der RN22e zeigt die Vision der Elektrifizierung der Marke N

Viele dieser Technologien werden voraussichtlich in künftigen elektrifizierten Hochleistungsmodellen der Marke N zum Einsatz kommen, nachdem sie auf der Straße und auf der Rennstrecke strengen Tests und Prüfungen unterzogen wurden. Einige der innovativen Merkmale des RN22e, die in diesem Prozess in Bezug auf Fahrleistung, Haltbarkeit und Sicherheit entwickelt wurden, könnten auch in zukünftigen Serienmodellen zum Einsatz kommen.

Weitere Infos zu Hyundai unter www.hyundai.at