Rolls-Royce 102EX: Elektro-Phantom

Rolls-Royce präsentiert den 102EX, ein Automobil, das für das Unternehmen eines der bedeutensten Projekte der letzten Jahre repräsentiert. Es ist das erste Elektrofahrzeug der Welt für die Luxusklasse, ganz in der Tradition einer langen Reihe von Rolls-Royce Experimental Cars. Eine Serienfertigung ist nicht geplant.

Das Unternehmen setzt sich ständig mit der Zukunft auseinander, um ein langfristiges und nachhaltiges Wachstum sicherzustellen. Die Prüfung alternativer Antriebe ist ein wichtiger Schritt in diesem Prozess.

102EX, auch Phantom Experimental Electric (Phantom EE) genannt, dient dem Unternehmen, um möglichst viele Meinungen von Kunden, Medienvertretern und Freunden der Marke sowie einer breiteren Öffentlichkeit zu sammeln.

Das Einzelexemplar wird in 2011 für Testfahrten zur Verfügung stehen. Kunden und weitere Interessierte können so Ihre Meinung zu alternativen Antrieben auf Basis der realen Erfahrung direkt an Rolls-Royce zurückspielen. Die Erfahrungen, die während des weltweiten Testprogramms gesammelt werden, dienen als Entscheidungsgrundlage für künftige alternative Antriebe für Rolls-Royce Automobile.

Es gibt keinerlei Pläne, dieses Fahrzeugs in Serie zu bauen. Phantom EE fungiert als Versuchsträger zur Erforschung aktueller Technologien und startet den offenen Dialog mit Kunden und einer breiteren Öffentlichkeit; das Fahrzeug soll bewusst Fragen und Antworten anstossen.

Erreicht der Phantom EE mit einer Batterieladung eine akzeptable Reichweite? Wie reagiert das Fahrzeug auf extreme Wetterbedingungen? Entsprechen die Zuverlässigkeit und die Qualität den Erwartungen an die Spitzenmarke im Luxussegment?

Das Projekt wirft auch grundsätzliche Fragen auf: Bietet ein vollelektrischer Antrieb dem Kunden ein authentisches Rolls-Royce Erlebnis – ein Erlebnis, das der Marke entspricht? Inwieweit ein vollelektrischer oder ein anderer alternativer Antrieb für Rolls-Royce geeignet ist, werden die Ergebnisse des Testprogrammes zum Ende des Jahres zeigen.

102EX – Phantom Experimental Electric (EE)

Experimental Cars erproben neue Technologien und Aspekte, die für das künftige Rolls-Royce Portfolio wichtig werden können. Im Gegensatz zu Konzeptfahrzeugen sind Experimental Cars von Rolls-Royce immer voll funktionsfähige und fahrbereite Automobile, in denen "echte" Materialien wie Holz, Leder und Metall statt Ton oder Schaumstoff verwendet werden.

Sie bieten den Ingenieuren und Designern die Möglichkeit Innovationen realitätsnah umzusetzen; sie werden nicht nur dazu verwendet, neue Komponenten und Technologien zu zeigen, sondern auch sie zu beurteilen.

Das jüngste in einer Reihe von experimentellen Projekten begann mit einem Rolls-Royce Phantom; die Basis ist entsprechend ein zeitlos designtes und proportioniertes Automobil, in dem Spitzentechnologie und hohe Handwerkskunst zu einer außergewöhnlichen Kombination zusammenfinden.

Der Phantom EE basiert auf dem bahnbrechenden AluMINIum-Spaceframe, der für die Leichtfüßigkeit aber auch für die von den Passagieren geschätzte Ruhe und den Komfort des Phantom entscheidend ist. Der 6,75-Liter-V12 Benzinmotor mit 6-Gang-Getriebe wurde jedoch durch Lithium-Ionen-Batterien und 2 Elektromotoren ersetzt, welche im hinteren unteren Bereich montiert sind. Diese Motoren sind mit einem Eingang-Getriebe mit integriertem Differenzial verbunden.

Jeder Motor hat eine Leistung von 145 kW, womit der Phantom EE über eine maximale Leistung von 290 kW und 800 Nm Drehmoment verfügt, das über einen großen Drehzahlbereich abrufbar ist. Der Serien-Phantom mit V12 Motor hat 338 kW mit einem maximalen Drehmoment von 720 Nm, welches bei 3.500 U/min anliegt.

Die chemische Zusammensetzung der Nickel-Kobalt-Mangan-Batterien weist in etwa 230 Wh/kg auf, eine hochenergetische Dichte, welche wichtig ist, um eine akzeptable Reichweite zu erzielen. Erste Tests haben ergeben, dass der Phantom EE eine Reichweite von bis zu 200 km hat. Der Sprint von 0 auf 100 wird mühelos in unter 8 Sekunden bei durchgehend starkem Drehmoment absolviert (5,9 Sekunden im Serien-Phantom), die Höchstgeschwindigkeit ist bei 160 km/h elektronisch abgeregelt.

Diese Technologie wird zum ersten Mal im Segment GKL++ (Superluxusfahrzeuge mit einem Preis von mindestens 200.000 Euro) eingesetzt; der Batteriesatz ist wohl der größte, der je in einem Fahrzeug mit Straßenzulassung eingesetzt wurde.

Die Bewertung der Technologie ist ein wichtiger Bestandteil des Testprogrammes. Hauptsächlich soll 102EX jedoch Antworten auf die Fragen finden, die Rolls-Royce Kunden bewegen; das betrifft künftige AnForderungen unter anderem zur Reichweite, zur Leistung und zur Infrastruktur für das Laden der Batterien.

Des weiteren bereiten diese Rückmeldungen die Entscheidung vor, ob eine voll-elektrische oder eine andere alternative Antriebstechnologie für Rolls-Royce Automobile der Zukunft am besten geeignet ist.

Design

Der 102EX trägt die berühmten Markenzeichen des Rolls-Royce Phantom, auf dem er basiert. Das zeigen beispielsweise die Ergebnisse wahrer handwerklicher Kunst und der hohen Aufmerksamkeit zum Detail, aber auch die klassischen Design-Elemente wie der Pantheongrill und die Spirit of Ecstasy, die 2011 ihren einhundertsten Geburtstag feiert. Im Wesen ist er jedoch ein Experimental Car, das zurückhaltend auf sein elektrisches Antriebsaggregat verweist.

Das Design arbeitet mit einer differenzierten Ästhetik, es experimentiert mit dem Innenraum und Ausstattungselementen, aber auch mit Materialien und Beleuchtung. Diese werden gerahmt durch funktionale Erwägungen für einen elektrisch angetriebenen Rolls-Royce – insbesondere wie das Fahrzeug wahrscheinlich genutzt wird und welche Veränderungen die Technologie in Sachen Innenraum und Exterieur mit sich bringt. Gleichzeitig unterstreichen diese Überlegungen den authentischen Rolls-Royce Charakter des 102EX.

Atlantic Chrome Exterieur

Das Designteam hatte die Aufgabe, einen Außeneindruck für den Phantom EE zu schaffen, der ihn als einzigartiges Fahrzeug ausweist und ihn vom Serien-Phantom klar unterscheidet, ohne allerdings das Design zu offensichtlich zu verändern. Dies stellt sich deshalb als besondere HerausForderung dar, weil alle Phantom-Modelle sehr individuell sind – so haben Kunden die Auswahl unter bis zu 45.000 Bespoke-Farben.

Eine auf besondere Art changierende Farbe wurde entwickelt, die "Cermamic"-Nanopartikel enthält. Unter dem Mikroskop wirken diese wie Silberpartikel, sie sind zwischen 8.000 und 80.000 mal dünner als ein Haar und in etwa 1.000 mal kleiner als ein Partikel eines normalen Metallic-Lackes.

Die ersten lackierten Teile beeindruckten das Designteam immens, insbesondere weil man wusste, dass mit der Größe der lackierten Flächen auch die Wirkung weiter zunimmt. Das Team gab sich jedoch keinerlei Illusionen zur vor ihm liegenden Aufgabe hin.

Insgesamt sind 16 Farbschichten aufgebracht, vier davon aus Atlantic Chrome, viele Stunden wurden danach zusätzlich für einen perfekten Endeindruck investiert. Der Lack ist schlicht beeindruckend. Phantom EE beherrscht die Bühne, der Lack unterstreicht klare, fast schon ziselierte Linien; die Außenfarbe erscheint wie von Tau benetzt. Der Effekt verstärkt sich, wenn sich die Lichtbedingungen ändern.

Beleuchtete Spirit of Ecstasy

Neben der Präsentation des 102EX erlebt 2011 einen weiteren Meilenstein der Geschichte von Rolls-Royce Motor Cars. Am 6. Februar 1911 wurde das Design der von Charles Sykes gezeichneten Spirit of Ecstasy erstmals registriert, der Beginn einer nun bereits mehr als hundertjährigen Tradition, in der die berühmte Ikone Rolls-Royce Automobile schmückt, von den legendären Silver Ghosts, Clouds und Shadows des 20. Jahrhunderts bis zu den heutigen handgefertigten Phantom- und Ghost-Modellen.

Die Spirit of Ecstasy des Phantom EE überblickt den Kühlergrill oberhalb des roten Doppel-R-Emblems, welches sich auf allen Experimental Cars (EX) befindet. Die aus Makrolon statt rostfreiem Stahl hergestellte Spirit of Ecstasy wird in blaues LED-Licht getaucht, was auf den elektrischen Antrieb unter der Motorhaube hinweist.

Anzeigeelemente

Anzeigeelemente in Atlantic Chrome spiegeln die Exterieurfarbe im Interieur, sie sorgen für eine feine Balance zwischen Interieur und Exterieur. Die analogen Anzeigen unterstreichen den zeitlosen Charakter, der in jedem Phantom-Interieur zu erleben ist.

Andere Veränderungen passen das Design vorsichtig an. So wurden beispielsweise einige Anzeigedetails leicht modifiziert, um Informationen zu bieten, die für den Fahrer eines elektrischen Fahrzeugs wichtig sind. Die Tankanzeige wurde so durch eine Batterieladezustandsanzeige ersetzt.

Eine der auffallendsten Informationen jedes Rolls-Royce Phantom ist die "Power Reserve"-Anzeige, die sich neben der Geschwindigkeitsanzeige befindet. Diese verrät, wieviel der Leistung des V12-Motors dem Fahrer noch zur Verfügung steht. Phantom EE stellt dieses Konzept auf die nächste Stufe.

Die Anzeige ist um ein Rückgewinnungssymbol erweitert, welches die Anzeige jenseits der 100%-Marke des Standard-Phantoms führt. Abhängig vom Vortrieb wird der Grad der Wiederaufladung der Batterien widergespiegelt, während sich das Fahrzeug bewegt.

Batterieladung im Fahrzeug-Aussenbereich

Zur Ladung dient eine 5-polige Steckdose, die den normalen Tankmechanismus des Phantom ersetzt. Die serienmäßige Tankklappe wurde durch eine durchsichtige Klappe ersetzt, die das RR-Monogramm und das 102EX-Symbol zeigt. Das Fenster umrahmt dreifarbige LEDs, die den Ladezustand des Fahrzeugs anzeigen.

Nach dem Starten des Ladevorganges ist die Steckdose in blaues Licht getaucht, welches während des Ladens zu blinken beginnt. Nach vollständiger Ladung wird das Display grün und blinkt dann grün, wenn das Ladesystem abschaltet. Eine potenzielle Störung wird durch durchgängiges oder blinkendes Rotlicht angezeigt.

Die Aufladung kann durch einen Schalter unterbrochen werden, welcher sich neben der Steckdose befindet. Der Vorgang kann auch durch einen weiteren Schalter unter der Mittelkonsole gesteuert werden, zum Beispiel wenn das Fahrzeug per Induktion geladen wird.

Mittelkonsole

Ein Schlüsselmerkmal des Phantom EE ist die Lade- und Steuerungseinheit, welche sich unter der Mittelarmlehne befindet. Ein einzelner Schalter startet und unterbricht den Ladevorgang. Das Display selbst gibt das Bild einer Batterie wieder und wird von LEDs beleuchtet.

Wie bei der Anzeige an der Steckdose an der Fahrzeugaußenseite, wechselt die Anzeige ihre Farbe entsprechend ihres Ladezustands. Eine blau leuchtende Batterie symbolisiert, dass das Fahrzeug normal geladen wird, während ein pulsierendes Blau anzeigt, dass per Induktion geladen wird. Grün zeigt an, dass das Fahrzeug vollgeladen ist, während Rot die Versuchsingenieure über potenzielle Fehler informiert.

Corinova Leder

Die individuellen Holzinterieur-Furniere bieten dem Auge einzigartige Körnungen, Muster und Details, die dafür sorgen, dass jedes Fahrzeug, welches Goodwood verlässt, so einzigartig ist wie der Fingerabdruck seines Besitzers. Phantom EE hebt dieses Konzept auf die nächste Stufe.

Sein Lederinterieur basiert auf einem natürlichen Gerbverfahren, das Corinova getauft wurde. Dieses verleiht dem Leder noch mehr Individualität und gibt den Sitzen, dem Boden und den Armlehnen noch mehr Tiefe.

Meist ist für Automobile produziertes Leder chromgegerbt. Das ist ein wichtiger Zusatz, der den Häuten eine festere Struktur gibt und Kollagen beifügt. Der Fassfärbeprozess, der zur Färbung von Phantom Interieurleder eingesetzt wird, erzeugt eine gleichmäßig tiefe Färbung, während das natürliche Gefühl und die Weichheit erhalten bleiben.

Das experimentelle Leder Corinova unterscheidet sich davon, da es chromfrei ist. Das fängt bereits mit dem Einsatz von Glutardialehyden für die Vorbereitung der Färbung an. Ein Kastanienextrakt, nachhaltig in Südeuropa hergestellt und Tarapulver aus den gemahlenen Früchten des Tarabusches aus Südamerika werden für die Färbung in der Trommel verwendet. Die Früchte werden von der Pflanze geerntet, das Endprodukt besteht aus einer Kombination aus natürlichen Bindemitteln und High-Tech-Polymeren.

Der Prozess ist nur für bestimme erdige Farbtöne einsetzbar – im Falle von Phantom EE ist es Chestnut für die Sitzbezüge und Quebracho Brown für andere Bereiche, wie etwa die Fußraum- und Kofferraumverkleidung, welche aus widerstandsfähigem Sattelleder gemacht sind.

Abgesehen von ästhetischen Unterschieden kann Corinova-Leder auch praktische Vorteile aufweisen. Es benötigt weniger Farbe als ein standardmäßig chromgegerbtes Leder und produziert weniger Abfall. Es macht die Verwendung von raffinierten Produkten überflüssig.

Rolls-Royce möchte die Wahrnehmung herausFordern, der erste Eindruck wird sich ohne Zweifel auf das äußere Erscheinungsbild konzentrieren. Eigenschaften, die das Leben des Tieres spiegeln, werden besonders im Bereich der Sitze und der Armlehnen sichtbarer als in einem Serien-Phantom. Für manche Besitzer mag der Wechsel von dem aufwendig produzierten Leder bisheriger Phantom-Modelle wie ein Kompromiss erscheinen, aus einem anderen Blickwinkel könnte es jedoch die ohnehin großen Möglichkeiten zur Individualisierung eines Rolls-Royce Phantom noch erweitern.

Das Leder soll neben dem Sammeln von Kundenmeinungen während der mehrmonatigen Tour auf seine Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit getestet werden.

Interieur

Phantom EE entfernt sich im Interieur von klassischen Holzfurnieren, die aktuell in einem großen Teil von Kundenfahrzeugen verbaut werden. Er ist mit einer markant gewobenen, AluMINIum-bedampften Folie ausgestattet, die das Fahrzeuginnere klar konturiert und einen Kontrast zum dunklen, natürlichen Leder darstellt. Wie beim Corinova-Leder ist das Ziel, die traditionelle Wahrnehmung darüber herauszuFordern, was ein Rolls-Royce Interieur bestimmt.

Batteriesatz

Der Phantom EE hat wohl den größten Batteriesatz aller Automobile. Er erreicht 850 A, die bei 338 V Wechselstrom anliegen. Die Kapazität beträgt 71 kWh. Der Batteriesatz enthält große NCM-Zellen. NCM (Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-Oxid) ist eine Variation der Lithium-Ionen-Zelle, die besonders energetisch ist und eine hohe Leistungsdichte hat.

Der Batteriesatz des Phantom EE beinhaltet 5 Zellmodule; ein Zellenmodul mit 38 Zellen, eines mit 36 und 3 kleinere mit 10, 8 und 4 Zellen, die unsymmetrisch angeordnet sind. Diese Einheit ähnelt der Form des ursprünglichen Motors und des Getriebes. Jede der 96 Zellen wurde einzeln getestet, bevor sie zu Modulen angeordnet wurden. Die Komponenten wurden dann weiter unter Last getestet, um sicherzustellen, dass die Verbindungen unter den Zellen entsprechend den Erwartungen funktionieren.

Die elektronischen Überwachungseinheiten der Zellen wurden durch gründliche Temperaturschwankungstests geprüft und kalibriert, bevor sie verbaut wurden. Diese Tests wurden so ausgelegt, dass zu schwache Komponenten sofort auffallen. Die zentrale Leistungselektronik wurde getrennt von den anderen Komponenten auf ihre korrekte Arbeitsweise überprüft.

Drei separate Ladeeinheiten (je 3 kW) sind mit der Batterie verbunden, welche die Ein-Phasen-Ladung (20 Stunden) und Drei-Phasen-Ladung (8 Stunden) ermöglicht; für einen Personenwagen ist dies einzigartig. Ein viertes Induktionsladegerät ist verbaut, um das kabellose Laden zu ermöglichen - eine Technik, die mit dem Phantom EE erprobt wird.

Nach den Berechnungen arbeitet der Batteriesatz zuverlässig 3 Jahre, wenn das Fahrzeug jeden Tag verwendet wird. Teil des Versuchsprogrammes ist es, diese Annahme in einem realen Umfeld zu testen und eine genauere Aussage über die Lebensdauer der Batterien treffen zu können.

Induktionsladung

Einige Bedenken mit Blick auf Elektrofahrzeuge bezogen sich in der Vergangenheit auf die nicht ausreichende Infrastruktur zur Ladung der Batterien und das unkomfortable Hantieren mit Kabeln, die zwischen dem Fahrzeug und der Stromquelle benötigt werden.

Um Rolls-Royce Besitzern eine mögliche Lösung des Problems zu präsentieren, wird am Phantom EE die Induktionsladung getestet. Diese ermöglicht das Wiederaufladen der Batterien ohne physische Verbindung, ein deutlicher Komfortgewinn für den Kunden und erster Hinweis auf das Potential eines Netzes von Induktionsladestationen.

Induktionsladung basiert auf zwei Elementen: ein Induktionsfeld im Boden, welches mit dem Stromnetz verbunden ist, und ein Induktionsfeld, das am Unterboden des Phantom EE am Batteriesatz angebracht ist. Elektromagnetische Wellen werden berührungsfrei über diese beiden Felder übertragen.

Das System weist zwischen Stromnetz und Batterie eine Effizienz von 90% auf und ist tolerant, was die Genauigkeit des Parkens über dem Induktionsfeld betrifft. Es ist nicht notwendig den Transmitter und den Empfänger am Phantom exakt übereinander zu platzieren, um das Laden zu starten. Ladefelder können Strom über 400 mm übertragen, während der Abstand der beiden Felder bei der Phantom EE Lösung nur 150 mm beträgt.

Die verbundenen Schaltkreise werden durch Ausgleichskondensatoren abgestimmt. Aufnahme-Spulen im Empfänger werden magnetisch mit der Primärspule verbunden. Die Stromübertragung wird durch die Abstimmung der Aufnahme-Spule auf die Frequenz der Primärspule mit Hilfe eines Reihen- oder parallel geschalteten Kondensators erreicht.

Die Aufnahme-Steuerung ist ein wesentliches Element der Lösung, da sie die Energieabgabe vom Empfängerfeld an die Batterien regelt. Es ist notwendig, dass die Abgabe unabhängig von der Ladung und der Entfernung der Felder ist. Ohne die Steuereinheit würde die Voltzahl bei abnehmender Entfernung steigen und bei zunehmender Entfernung fallen.

Das Übertragungsfeld wurde so konstruiert, dass keine elektromagnetische Strahlung auf Umstehende wirkt, das System entspricht den gängigen internationalen Standards. Der AluMINIum-Space-Frame des Phantom bietet zusätzlich einen hundertprozentigen Schutz für Fahrzeuginsassen, die während des Ladevorganges im Fahrzeug bleiben.

Elektrische Automobile und die Gründerväter von Rolls-Royce

Charles Rolls, Henry Royce und Claude Johnson spielten eine Rolle in der Elektrotechnik-Welle, die dem Verbrennungsmotor als doMINIerender Technologie vorausging. Henry Royce war ausgebildeter Elektroingenieur, bevor er sich dem Automobilbau zuwandte.

Sein Unternehmen F.H. Royce and Co, das mit dem Verkauf von einfachen Lampen und Klingeln in den 1890er Jahren begann, wurde durch die Entwicklung und den Verkauf von Dynamos, Elektromotoren und Industriekränen erfolgreich. Zu Royces Innovationen gehörte auch der patentierte Bayonett-Glühbirnensockel, eine Entwicklung, die heute noch genutzt wird.

Einer von Royces Kunden war Pritchett and Gold, ein Unternehmen in Feltham in Middlesex, England. Neben der Produktion von Akkumulatoren entwickelte dieses Unternehmen auch elektrisch betriebene zweisitzige Autos; mindestens eines davon wurde mit einem elektrischen Motor von Royce betrieben.

Charles Rolls experimentierte in den Jahren, bevor Rolls und Royce sich trafen, auch mit elektrischer Mobilität. Er verhandelte über die Verkaufsrechte eines elektrischen Einspänners für C.S. Rolls and Co in der Conduit Street in London, das später die Exklusivrechte für den Verkauf von Rolls-Royce Modellen besaß.

Es ist wahrscheinlich, dass dieses Auto Teil des "City and Suburban Electric Car Project" war, ein Joint-Venture zweier Männer: Paris Singer und Claude Johnson. Das Projekt hatte nur eine kurze Lebensdauer und Johnson verließ es, um am rapide wachsenden Geschäft von Rolls teilzuhaben; er wurde später Geschäftsführer von Rolls-Royce. Bekannt wurde er als "der Bindestrich in Rolls-Royce" und spielte eine zentrale Rolle beim Erfolg des Unternehmens.

Charles Rolls hatte die Vorzüge des elektischen Antriebs erkannt – er hat allerdings auch früh seine Bedenken bezüglich Reichweite und Aufladung geäußert. Ein Modell names Columbia war aus seiner Sicht das beste seiner Art, entsprechend kommentierte er im "Automobile Journal": Als später die ersten benzinbetriebenen Rolls-Royce nach Amerika exportiert wurden, glaubten manche Behörden aufgrund der fast lautlosen Motoren nicht, dass dies keine Elektrofahrzeuge waren.

Im 21. Jahrhundert ist Lautlosigkeit nach wie vor ein Schlüsselmerkmal für Automobile von Rolls-Royce. Andere Eigenschaften elektrischer Antriebe passen auch zu den Charakteristika eines Rolls-Royce, die Leistungsentfaltung bei niedrigen Geschwindigkeiten ist als Beispiel zu nennen. Dank neuer Errungenschaften in der Batterietechnologie kann es sein, dass der fehlende Nutzen, auf den sich Rolls vor mehr als einem Jahrhundert bezog, jetzt ausreichend entwickelt ist, um vollelektrisches Fahren wieder in Betracht zu ziehen.