Porsche 918 Spyder

Der 918 Spyder bringt die Idee Porsche auf den Punkt: Er verbindet reinrassige Rennsporttechnik mit hervorragender Alltagstauglichkeit und maximale Performance mit MINImalem Verbrauch. Die Aufgabenstellung für das Entwicklungsteam lautete: Bauen sie den Supersportwagen für die nächste Dekade mit einem höchst effizientem und leistungsstarken Hybridantrieb. Die komplette Neuentwicklung, die sinngemäß auf einem weißen Blatt Papier begann, ermöglicht ein Konzept ohne Zugeständnisse. Das komplette Auto wurde um den Hybridantrieb herum konstruiert. Der 918 Spyder zeigt daher im bislang unbekannten Umfang das Potenzial auf, das im Hybrid-Antrieb steckt: Die parallele Steigerung von Effizienz und Performance, ohne dass das eine zu Lasten des anderen geht. Das ist die Idee, die den Porsche 911 über 50 Jahre hinweg zum erfolgreichsten Sportwagen der Welt gemacht hat. Kurz: Im 918 Spyder steckt der Gen-Pool für die Porsche-Sportwagen der Zukunft.

Seine Nähe zum Motorsport zeigt der 918 Spyder aus vielen Perspektiven. Konstruiert, entwickelt und gefertigt wird er von Porsche-Ingenieuren, die Rennwagen bauen, in Kooperation mit Serienspezialisten. Das bedeutet, dass auch zahlreiche Erkenntnisse aus der Entwicklung von Porsche-Rennwagen für 24 Stunden-Rennen in Le Mans 2014 in den 918 Spyder fließen – und umgekehrt. Das strukturelle Konzept des 918 Spyder mit einem Rolling Chassis als Basis – also einem auch ohne Karosserie fahrfähigen Grundfahrzeug – ist bei Porsche Rennwagen-Tradition. Der V8-Motor stammt konzeptionell aus dem LMP2-Rennwagen RS Spyder, die tragenden Strukturen Monocoque und Aggregateträger bestehen aus Kohlefaser-verstärktem Kunststoff. Mit diesem hochfesten Leichtbauwerkstoff hat Porsche langjährige Erfahrung und leistet bei der Entwicklung der 918 Spyder-Serienfertigung eine weitere Spitzenleistung. Viele Teile des Supersportwagens stammen von Herstellern, die sich als Lieferanten für Motorsport-Fahrzeuge bewährt haben.

Hybridantrieb bringt fahrdynamische Vorteile

Eine Kernbotschaft des 918 Spyder ist: Der Hybridantrieb von Porsche ist ein Gewinn für die kompromisslose Fahrdynamik. Erlebbar wird das durch das einzigartige Allradkonzept mit dem kombinierten Antrieb aus Verbrennungs- und Elektromotor an der Hinterachse und dem zweiten Elektromotor an der Vorderachse. Es basiert auf Erkenntnissen, die Porsche mit dem erfolgreichen 911 GT3 R Hybrid im Renneinsatz gesammelt hat. Durch den zusätzlichen, individuell steuerbaren Frontantrieb lassen sich insbesondere in Kurven neue Fahrstrategien für extrem hohe und sichere Kurvengeschwindigkeiten realisieren. Dazu kommt die weiterentwickelte "Boost"-Strategie, die den Energiehaushalt des Elektroantriebes so intelligent steuert, dass für jeden Spurt mit voller Beschleunigung die uneingeschränkte Gesamtleistung des 918 Spyder einfach durch vollen Druck aufs Gaspedal abrufbar ist. Kurz: Auch Fahrern ohne motorsportliche Ausbildung erschließt der 918 Spyder ein erweitertes längs- und querdynamisches Erlebnis-Potenzial.

Der Porsche 918 Spyder besitzt ebenso das Potenzial, viele Rekorde zu brechen. Die derzeit aktuelle Rundenzeit auf der Nordschleife des Nürburgring liegt bei 7:14 Minuten. Diese Zeit wurde in Anwesenheit von internationalen Journalisten bei Testfahrten im September 2012 erreicht, also mehr als ein Jahr vor dem Start der Produktion. Damit war der 918 Spyder-Prototyp schon rund 20 Sekunden schneller als der Porsche Carrera GT. Weitere Testfahrten auf der Nürburgring-Nordschleife folgen. Noch wichtiger: Gleichzeitig übertrifft der 918 Spyder Vorgänger und Konkurrenten in seiner Effizienz bei weitem. Konsequent verbindet er als Plug-In-Hybridfahrzeug die Dynamik einer über 880 PS starken Rennmaschine mit einem Verbrauch, der bei rund 3 Liter auf 100 Kilometer im NEFZ noch unter dem der meisten heutigen Kleinwagen liegt. Fazit: maximaler Fahrspaß bei MINImalem Verbrauch.

Carbon-Monocoque garantiert Leichtbau mit tiefem Schwerpunkt

Der 918 Spyder bringt für seine überragende Fahrdynamik Voraussetzungen mit, die direkt vom Stand der Technik im Rennsport abgeleitet sind: Die gesamte tragende Struktur aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CfK) ist extrem verwindungssteif. Zusätzliche Crashelemente an Front und Heck dienen dazu, bei einer Kollision Energie aufzunehmen und abzubauen. Dieses Konzept hat einen entscheidenden Anteil am Leergewicht von rund 1.640 kg (Weissach-Paket). Für ein Hybridfahrzeug dieser Leistungsklasse ein überragend niedriger Wert. Die Komponenten des Antriebsstrangs sowie alle Bauteile mit mehr als 50 kg Gewicht sind so tief und zentral wie möglich im Fahrzeug angeordnet. Das Resultat ist eine fahrdynamisch ideale, leicht heckbetonte Achslastverteilung von 57% an der Hinterachse und 43% an der Vorderachse, verbunden mit einer extrem tiefen Schwerpunktlage etwa auf Höhe der Radnaben. Die zentrale tiefe Position der Traktionsbatterie direkt hinter dem Fahrer unterstützt nicht nur die Konzentration der Massen und die Absenkung des Schwerpunkts, sondern bietet auch unter thermischen Gesichtspunkten beste Voraussetzungen für eine optimale Leistungsfähigkeit der Batterie.

Fahrwerk mit Rennwagen-Genen und Hinterachslenkung

Das Mehrlenker-Fahrwerk des Porsche 918 Spyder hat sein Vorbild im Rennwagenbau, ergänzt um weitere Systeme wie das variable Dämpfersystem PASM und die Hinterachslenkung. Diese besteht im Wesentlichen aus einem elektromechanischen Verstellsystem an jedem Hinterrad. Die Verstellung erfolgt geschwindigkeitsabhängig und realisiert Lenkwinkel von bis zu 3 Grad in beide Richtungen. Damit kann die Hinterachse gegensinnig oder gleichsinnig zum Lenkeinschlag der Vorderräder gelenkt werden. Bei niedrigen Geschwindigkeiten lenkt das System die Hinterräder entgegen den eingeschlagenen Vorderrädern. Damit wird das Durchfahren von Kurven noch zielgenauer, schneller und präziser, der Wendekreis wird kleiner. Bei höheren Geschwindigkeiten lenkt das System die Hinterräder in dieselbe Richtung wie die eingeschlagenen Vorderräder. Damit wird bei einem schnellen Spurwechsel die Stabilität des Hecks signifikant erhöht. Das Ergebnis ist ein sehr sicheres und stabiles Fahrverhalten.

Porsche Active Aerodynamic (PAA) für verschiedene Fahrmodi

Porsche Active Aerodynamic (PAA), ein System verstellbarer Aerodynamikelemente sorgt für eine einzigartige, variable Aerodynamik, die in 3 Stufen automatisch zwischen optimaler Effizienz und maximalem Abtrieb operiert und auf die Betriebsmodi des Hybridantriebs abgestimmt ist. Im "Race"-Modus wird der ausfahrbare Heckflügel steil angestellt und erzeugt so einen hohen Anpressdruck auf der Hinterachse. Ergänzend fährt auch der Spoiler aus, der im Bereich des Strömungsabrisses zwischen den beiden Stützen des Flügels angebracht ist. Zudem werden zwei verstellbare Luftklappen im Unterboden vor der Vorderachse geöffnet und leiten einen Teil der Luft in Diffusorkanäle der Unterboden-Verkleidung. Dadurch entsteht auch an der Vorderachse ein "Ground-Effect".

Im "Sport"-Modus nimmt die Aerodynamik-Steuerung den Anstellwinkel des Heckflügels etwas zurück, was eine höhere Endgeschwindigkeit ermöglicht. Der Spoiler bleibt ausgefahren. Die Aerodynamikklappen im Unterboden schließen, was den Luftwiderstand ebenfalls reduziert und die erreichbaren Geschwindigkeiten erhöht. Im "E"-Modus geht die Steuerung ganz auf geringen Luftwiderstand, Heckflügel und Spoiler sind eingefahren und die Unterbodenklappen geschlossen. Verstellbare Lufteinlässe unter den Hauptscheinwerfern ergänzen das adaptive Aerodynamiksystem. Bei stehendem Fahrzeug, im "Race"- und "Sport"-Modus sind sie für maximale Kühlluftzufuhr geöffnet. In den Modi "E-Power" und "Hybrid" schließen sie sich direkt nach dem Anfahren, um den Luftwiderstand niedrig zu halten. Erst bei Geschwindigkeiten ab rund 130 km/h oder erhöhtem Kühlbedarf werden sie geöffnet.

Von komfortabel bis renntauglich: 5 Modi für 3 Motoren

Kern des 918 Spyder-Konzepts ist die Verteilung des Antriebs auf 3 Motoren, deren Zusammenarbeit von einem intelligenten Management gesteuert wird. Um die große Spreizung dieser Anwendungen bestmöglich zu nutzen, definierten die Porsche-Entwickler insgesamt 5 Betriebsmodi, die in Anlehnung zum Motorsport über einen "Map-Schalter" – wobei Map für Kennfeld steht – im Lenkrad aktiviert werden. Auf Basis dieser Vorwahl steuert der 918 Spyder die bestgeeignete Betriebs- und Booststrategie ohne weiteres Zutun des Fahrers ein, damit dieser sich voll auf die Strecke konzentrieren kann.

Leise und elegant: "E-Power"

Beim Fahrzeugstart ist der "E-Power"-Modus bei ausreichendem Ladezustand der Batterie der standardmäßig eingestellte Betriebsmodus. Der 918 Spyder kann im Idealfall über 30 Kilometer weit rein elektrisch fahren. Bereits im rein elektrischen Modus beschleunigt der 918 Spyder in weniger als sieben Sekunden von null bis 100 km/h und kann bis zu 150 km/h schnell fahren. Der Verbrennungsmotor wird in diesem Modus nur bei Bedarf genutzt. Fällt der Ladezustand der Batterie unter einen vorgegebenen MINImalwert, wird automatisch in den Hybrid-Modus gewechselt.

Effizient und komfortabel: "Hybrid"

Im "Hybrid"-Modus arbeiten Elektromaschinen und Verbrennungsmotor abwechselnd mit dem Fokus auf höchste Effizienz und geringsten Kraftstoffverbrauch. Der Leistungseinsatz der einzelnen Antriebskomponenten richtet sich nach der jeweils vorliegenden Fahrsituation und der gewünschten Fahrleistung. Der typische Einsatz des Hybrid-Modus ist die verbrauchsorientierte Fahrweise.

Sportlich und dynamisch: "Sport-Hybrid"

Für mehr Dynamik setzt der 918 Spyder seine Motoren im Modus "Sport-Hybrid" ein. Der Verbrennungsmotor ist jetzt immer in Betrieb und übernimmt den Hauptantrieb. Zusätzlich unterstützen die Elektromaschinen durch elektrischen Boost, oder wenn der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors für mehr Effizienz optimiert werden kann. Der Fokus dieses Modus liegt auf Performance und sportlicher Fahrweise bei maximaler Geschwindigkeit.

Für schnelle Runden: "Race-Hybrid"

"Race-Hybrid" ist der Modus für höchstmögliche Performance und besonders sportliche Fahrweise. Der Verbrennungsmotor wird vorzugsweise unter hoher Last betrieben und lädt die Batterie, wenn der Fahrer nicht die maximale Leistung abruft. Auch hier unterstützen zusätzlich die Elektromaschinen durch Boosten. Außerdem ist das Schaltprogramm des PDK noch sportlicher ausgelegt. Die Elektromaschinen werden bis an die maximale Leistungsgrenze genutzt, um die größtmögliche Performance für den Rennstreckeneinsatz zu bieten. Der Ladezustand der Batterie wird bei diesem Modus nicht konstant gehalten, sondern schwankt über den gesamten Ladungsbereich. Im Vergleich zum Sport-Hybrid-Modus werden die Elektromaschinen kurzzeitig an ihrer maximalen Leistungsgrenze betrieben, was zu größeren Boost-Leistungen führt. Kompensiert wird diese gesteigerte Leistungsabgabe dadurch, dass der Verbrennungsmotor verstärkt die Batterie lädt. Dem Fahrer steht also auch auf mehreren sehr schnellen Runden immer die elektrische Leistung zur Verfügung.

Für die Pole Position: "Hot Lap"

Der "Hot Lap"-Knopf in der Mitte des Map-Schalters setzt auch die letzten Reserven des 918 Spyder frei und ist nur im "Race-Hybrid"-Modus aktivierbar. Ähnlich einem Qualifikations-Modus wird die Traktions-Batterie dadurch für einige schnelle Runden an ihrer maximalen Leistungsgrenze betrieben. Dabei wird die komplette verfügbare Energie der Batterie abgerufen.

Hauptantrieb: 8-Zylinder aus dem Rennwagen

Hauptantriebsquelle ist der 4,6-Liter-8-Zylindermotor mit 608 PS Leistung. Der Motor ist direkt aus dem Triebwerk des erfolgreichen RS Spyder abgeleitet und erlaubt deshalb Drehzahlen bis zu 9.150/min. In Analogie zum Rennmotor RS Spyder verfügt das 918 Spyder-Aggregat über eine Trockensumpfschmierung mit separatem Öltank und Ölabsaugung. Zur Gewichtsoptimierung bestehen Komponenten wie der Öltank, der im Aggregateträger integrierte Luftfilterkasten und die Luftansaugung aus CfK. Weitere umfangreiche Leichtbaumaßnahmen resultierten beispielsweise in Titanpleueln, Dünnwand-Niederdruckguss am Kurbelgehäuse und den Zylinderköpfen, einer festigkeitsoptimierten Leichtbau-Kurbelwelle aus hochfestem Stahl mit 180 Grad Kurbelzapfenversatz sowie der extrem dünnwandig gefertigten Abgasanlage aus einer Stahl-Nickel-Legierung. Auffallend an dem V8: Er trägt keinerlei Nebenaggregate mehr, es gibt keine äußeren Riemenantriebe und das Triebwerk ist dadurch besonders kompakt. Ergebnis der Gewichts- und Performance-Optimierungen ist die für einen Saugmotor hervorragende Literleistung von circa 132 PS/l – die höchste Literleistung eines Porsche-Saugmotors –, die damit auch deutlich höher liegt als beim Carrera GT (106 PS/l).

Einzigartiges Erbe aus dem Rennwagenbau: Top Pipes

Dieses Triebwerk befeuert nicht nur durch seine Leistungsfähigkeit, sondern auch durch seinen Klang die Emotionalität des 918 Spyder. Verantwortlich dafür sind vor allem die so genannten Top Pipes: Die Abgasendrohre münden im oberen Heck unmittelbar über dem Motor. Kein anderes Serienfahrzeug weist diese Lösung auf. Größter Vorteil der Top Pipes ist eine optimale Wärmeabfuhr, da die heißen Abgase auf kürzestem, direktem Weg abgeführt werden und der Abgasgegendruck gering bleibt. Diese Konstruktion bedingt ein neues thermodynamisches Luftführungskonzept: Beim so genannten HSI-Motor liegt die heiße Seite innen im Zylinder-V, die Saugseiten sind außen. Ein weiterer Vorteil: Im Motorraum bleibt es kühler. Das kommt vor allem der Lithium-Ionen Traktionsbatterie zugute, da sie in einem Temperaturbereich von 20 bis 40 Grad Celsius die besten Performancewerte liefern kann und somit der Aufwand für die aktive Kühlung der Batterie geringer gehalten werden kann.

Parallel im Triebstrang: Hybridmodul

An den V8-Motor schließt sich das Hybridmodul an, der 918 Spyder ist wie die aktuellen Hybrid-Modelle von Porsche als Parallel-Hybrid konstruiert. Im Wesentlichen besteht das Hybridmodul aus einem rund 115 kW starken Elektromotor und einer Trennkupplung als Verbindungselement zum Verbrennungsmotor. Durch die Anordnung als Parallel-Hybrid kann der 918 Spyder an der Hinterachse sowohl einzeln über den Verbrennungsmotor oder die Elektromaschine, als auch über beide Antriebe kombiniert betrieben werden. Der Triebwerksblock sitzt beim 918 Spyder, typisch für einen Supersportwagen von Porsche, vor der Hinterachse und hat keine direkte mechanische Verbindung zur Vorderachse.

Kopfüber für niedrigen Schwerpunkt: Doppelkupplungsgetriebe

Die Kraftübertragung zur Hinterachse übernimmt ein 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebe (PDK). Das Hochleistungsgetriebe ist die sportlichste Ausprägung des erfolgreichen PDK und wurde für den 918 Spyder komplett überarbeitet und weiter für den Performance-Einsatz optimiert. Um eine möglichst tiefe Einbaulage und somit Schwerpunktlage für das Gesamtfahrzeug zu gewährleisten, ist das Getriebe im Vergleich zu anderen Porsche-Baureihen um 180 Grad um die Längsachse "auf den Kopf" gedreht. Wenn an der Hinterachse keine Antriebsleistung benötigt wird, können die beiden Antriebe durch Öffnen von Trennkupplung und PDK-Kupplungen entkoppelt werden. Damit wird das für den Porsche-Hybridantrieb typische "Segeln" mit abgeschaltetem Verbrennungsmotor möglich.

Unabhängiger Allradantrieb: Vorderachse mit Elektroantrieb

An der Vorderachse befindet sich eine weitere, autarke Elektromaschine mit rund 95 kW Leistung. Der vordere Elektroantrieb treibt die Räder über eine feste Übersetzung an. Eine Trennkupplung sorgt dafür, dass bei höheren Geschwindigkeiten die Elektromaschine abgekuppelt werden kann um ein Überdrehen der Maschine zu verhindern. Das Antriebsmoment wird für jede Achse eigenständig geregelt. Damit lässt sich eine sehr schnell reagierende Allradfunktion darstellen, die ein hohes Potenzial für Traktion und Fahrdynamik bietet.

Lithium-Ionen-Batterie mit Plug-in-Ladesystem

Die Speicherung der elektrischen Energie für die Elektromaschinen übernimmt eine flüssigkeitsgekühlte Lithium-Ionen-Batterie aus 312 Einzelzellen mit einem Energiegehalt von rund sieben Kilowattstunden. Die Batterie ist beim 918 Spyder performance-orientiert sowohl bei der Abgabe als auch bei der Aufnahme von elektrischer Leistung ausgelegt, um den Leistungs-AnForderungen der Elektromaschinen gerecht zu werden. Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Lithium-Ionen-Traktionsbatterie sind unter anderem auch von ihrem thermischen Zustand abhängig. Die Batterie des 918 Spyder ist deshalb über einen eigenen Kühlkreislauf flüssigkeitsgekühlt. Die Garantiezeit für Traktionsbatterie beträgt weltweit sieben Jahre.

Für ihre Energiezufuhr entwickelte Porsche ein neues System mit einer Plug-In-Ladeschnittstelle und einem verbesserten Rekuperationspotenzial. Über diesen Ladeanschluss in der B-Säule der Beifahrerseite kann der Stromspeicher direkt mit dem häuslichen Stromnetz verbunden und geladen werden. Der Ladeanschluss ist standardisiert und länderspezifisch ausgeführt. In der Nähe der Traktions-Batterie befindet sich das On-board-Ladegerät. Es wandelt den Wechselstrom des Stromnetzes in Gleichstrom mit einer maximalen Ladeleistung von 3,6 kW um. Am deutschen Stromnetz mit 230 Volt Spannung kann die Traktionsbatterie über das mitgelieferte Porsche Universal-Ladegerät (AC) an einer mit zehn Ampere abgesicherten Steckdose beispielsweise innerhalb von vier Stunden geladen werden. Darüber hinaus kann das Porsche Universal-Ladegerät (AC) mit Hilfe eines Lade-Docks fest in der heimischen Garage installiert werden. Sie erlaubt unabhängig von den regionalen Bedingungen ein schnelles und komfortables Laden in rund zwei Stunden. Optional ist die Porsche Schnell-Ladestation (DC) erhältlich. Mit dieser kann die Hochvoltbatterie des 918 Spyders in knapp 25 Minuten komplett geladen werden.

Wegweisendes Bedienkonzept: Klare Gliederung im Cockpit

Im Mittelpunkt aller Technik des künftigen Porsche Supersportwagens steht der Fahrer. Für ihn entstand ein markentypisches und in seiner Klarheit wegweisendes Cockpit. Es ist in zwei grundsätzliche Bereiche aufgeteilt: Einerseits sind die zum Fahren wesentlichen Bedienelemente rund um das Multifunktionslenkrad gruppiert, kombiniert mit der Fahrerinformation durch drei große Rundinstrumente. Andererseits ist der Infotainment-Block in der hochgezogenen Mittelkonsole, die der Carrera GT einführte, untergebracht. Ausgeführt in neuartiger Black-Panel-Technologie lassen sich per Multitouch Steuerungsfunktionen intuitiv bedienen wie beispielsweise Klimaautomatik, Flügelverstellung, Licht und das Porsche Communication Management (PCM) inklusive Burmester High End-Soundsystem.

Für noch mehr Performance: Das Weissach-Paket

Für Kunden des 918 Spyder, die besonders Performance-orientiert sind, bietet Porsche das "Weissach"-Paket an. Schon auf den ersten Blick sind entsprechend modifizierte Supersportler wahlweise auch an die Farben und das Design legendärer Porsche-Rennwagen angelehnt. Dach, Heckflügel, Rückspiegel und Rahmen der Frontscheibe bestehen aus Sichtcarbon. Teile des Interieurs sind mit Alcantara anstatt Leder verkleidet und Sichtcarbon ersetzt vielfach das AluMINIum. Geräuschdämmungen werden reduziert. Die Betonung auf Performance ist nicht allein optisch: Besonders leichte Magnesiumräder verringern die ungefederten Massen, das Gesamtgewicht sinkt um rund 35 kg. Das zahlt sich in nochmals verbesserter Fahrdynamik aus. Weitere Zitate aus dem Rennsport sind Sechspunktgurte für Fahrer und Beifahrer, optionaler Entfall der Lackierung zugunsten einer Folierung sowie zusätzliche Aerodynamik-Anbauteile in Sichtcarbon.

Porsche neu definiert: Ein neuer Supersportler für eine neue Dekade

Der 918 Spyder setzt die Reihe der Supersportwagen in der Porsche-Geschichte fort, die als Technologieträger Emotion und Evolution gleichermaßen vorantrieben und die ultimativen Sportwagen ihrer Dekade waren: Der Carrera GTS, der erste Porsche Turbo, der 959, der 911 GT1, der Carrera GT. Mehr noch als jeder seiner Vorgänger gibt der 918 Spyder dabei entscheidende Impulse für die Weiterentwicklung der Technologien für die Fahrzeugkonzepte der Zukunft. Er bietet insgesamt alle Komponenten der Porsche-DNA in bislang nie gekannter Konzentration.