Während des London E-Prix wurden wir eingeladen, einen Blick auf Jaguar TCS Racing zu werfen. Tata Consultancy Services unterstützt dieses Rennteam bei allen digitalen Initiativen, von der Bereitstellung von Dateneinblicken bis hin zum Aufbau digitaler Zwillinge. Der damit verbundene Lernprozess führt bereits zu Innovationen in anderen Bereichen, vom Elektroauto bis zur Kosmetik.

Wer sich mit der Welt des Motorsports auskennt, weiß, dass die Formel E (FE) zu einer einzigartigen Kategorie gehört. Im Gegensatz zu großen Playern wie der Formel 1, der Langstrecken-Weltmeisterschaft und NASCAR sind Rennwagen vollständig auf Elektroantrieb angewiesen. Dort kämpfen sieben Motorenhersteller, darunter Jaguar, darum, möglichst viel Strom zu erzeugen. Jedes teilnehmende Auto hat genau die gleichen Spezifikationen, von der mechanischen Federung bis zur Aerodynamik. Im letzten Jahrzehnt hat FE kontinuierlich danach gestrebt, sich in dieser Hinsicht zu verbessern. Mitte 2022 debütierte der sogenannte Gen3-Typ, schneller als seine Vorgänger und noch stärker auf elektrische Rekuperation angewiesen, etwa durch die Umwandlung von Bremsenergie in nutzbare Energie. Insgesamt sind etwa 40 % der gelieferten Leistung auf Regeneration bzw. Rückgewinnung von Energie angewiesen.

Jaguar und TCS: Eltern

Wenn es um die Formel E geht, sind Jaguar und TCS logische Partner füreinander. Jaguar Land Rover (JLR) ist als Automarke Teil des Tata-Dachkonzerns. Darüber hinaus ist die wachsende Bedeutung der Digitalisierung im normalen Auto ein Grund mehr, enger zusammenzuarbeiten. Ab der Saison 2021/22 wurde der TCS Hauptsponsor. TCS hat für das Team eine Cloud-Umgebung erstellt, um den Datenfluss zwischen der Rennstrecke und der Teambasis zu beschleunigen. Zusammen mit Jaguar nutzt es diese Daten, um Rennergebnisse vorherzusagen und die Leistung zu optimieren. Das ist sehr wichtig, denn es gibt zehn weitere Teams, die genauso darauf aus sind, den Sieg zu erringen. Teamchef James Barclay sieht den Sport als „Schachspiel mit 22 Spielern auf dem Spielfeld“; Daten sind dabei ein wichtiger Baustein.

Insbesondere Effizienz wird bei TCS groß geschrieben; „Das ist es, was dringend benötigt wird, um Elektrofahrzeuge (EVs) zu entwickeln, die die benzinbetriebenen Autos von gestern ersetzen“, sagt Varun Kapur, Leiter Produktion und Versorgung für Großbritannien und Irland bei TCS. „Wir nutzen Daten und Erkenntnisse aus unserer Partnerschaft mit Jaguar TCS Racing, um das gesamte Ökosystem für die Herstellung und das Laden von Elektrofahrzeugen zu transformieren. Diese Erkenntnisse haben uns bereits dabei geholfen, Schlüsselkomponenten von Elektrofahrzeugen für Verbraucher anzupassen. Beispielsweise arbeitet unser TCS-Fertigungsteam mit Partnern an der Entwicklung.“ und bauen Sie neue Batterien, die leichter sind, mehr Energie speichern und schneller wieder aufgeladen werden können.

Ein konkretes Beispiel für diesen Effizienzsprung ist die um 20 Kilometer zusätzliche Reichweite des Jaguar EV I-PACE. Von TCS könnte dies mit einem Firmware-Update erreicht werden.

Digitale Zwillinge

Die Formel E findet nicht auf herkömmlichen Rennstrecken statt: Das Rennen in London findet auf dem ExCel-Ausstellungsgelände statt und wird teilweise sogar drinnen ausgetragen, mit einer zweistöckigen Anlage und zwanzig Kurven. Noch interessanter wurde es, als es zu regnen begann: Zwei Drittel der Strecke waren durchnässt, während es innen trocken blieb. Die große Herausforderung für Teams und Fahrer besteht darin, dass diese Strecken nur vorübergehend existieren und sich im Laufe der Jahre ihren Charakter ändern, beispielsweise durch neue Bodenwellen und leicht veränderte Platzierung der Barrieren. Mit anderen Worten: Sie können sich zum Testen im Simulator nicht einfach auf einen alten 3D-Scan verlassen. Jedes Team muss herausfinden, wie es sich auf jedes Rennen vorbereiten kann: Ein Technologiepartner ist dafür unerlässlich.

Für Teams beginnt ein Rennen Monate bevor es tatsächlich stattfindet. Die Fahrer bereiten sich auf die nächste Veranstaltung vor, indem sie Runden auf einer simulierten Strecke fahren. Auf jeden Fall gibt es für das Auto selbst ein nahezu perfektes virtuelles Gegenstück, aber die Simulation der realen Welt erfordert viel mehr Informationen. Barclay erklärt, wie das TCS dabei eine Schlüsselrolle spielt. „Wir haben in unserem Remote-Betriebsraum in Oxfordshire einen Fahrersimulator im Einsatz, den wir vor jedem Rennen einsetzen. Bevor wir in London ankommen, lassen wir die Fahrer in der Regel zwei Tage dorthin fahren. Anschließend wendet das Team das Gelernte an und korreliert reale Daten mit dem Testfall. Je enger alles zusammenpasst, desto überzeugender ist der digitale Zwilling.

Der Simulatortest ist eine sinnvolle Vorbereitung für Autofahrer, vor allem aber entscheidend, um analysieren zu können, wie die begrenzte Energie genutzt wird. Bei jedem Rennen stehen pro Auto nur 40 kWh zur Verfügung. Daher ist es wichtig zu wissen, wie man mit diesem Energiebudget die besten Zeiten erreicht. Im Simulator kann nicht nur der Fahrer, sondern auch das Auto lernen, dies möglichst effizient zu bewerkstelligen. „Das Gehirn des virtuellen Autos ‚denkt‘, es sei das reale Auto“, erklärt Barclay. TCS trägt dazu bei, indem es alle Daten auf der Cloud-Plattform hostet. Während des Rennwochenendes werden ca. 3 Terabyte an Daten gesammelt. Dies gibt an, wie das Setup des Autos aussehen wird, einschließlich Antriebsstrang, Federung, Stromverbrauch und Software. Vieles davon ist jedoch eine Verfeinerung, da die virtuellen Sitzungen bereits viel Wissen im Vorfeld vermittelt haben.

Und für die Außenwelt?

Das von Barclay verwendete Stichwort lautet „prädiktiv“: Alle digitalen Darstellungen der Realität zusammen ermöglichen es, etwas Sinnvolles über die Zukunft zu sagen. Digitale Zwillinge können daher nicht nur innerhalb der Formel E oder der Rennwelt von großer Bedeutung sein. TCS-Futuristen glauben, dass diese Technologie die Welt bis 2035 grundlegend verändern wird. „Einige Branchen, die von digitalen Zwillingen profitieren werden, sind das Gesundheitswesen, der Einzelhandel und die Nachhaltigkeit“, sagte Kapur. „Im Gesundheitswesen beispielsweise können digitale Zwillinge des menschlichen Körpers dazu beitragen, dass medizinische Eingriffe im Voraus durchgeführt werden können und eine hochgradig personalisierte Behandlung möglich ist.“ Digitale Zwillinge menschlicher Organe wie die TCS Heart und Skin BioTwins zeigen bereits das Potenzial für zukünftige Behandlungen.

Ein weiteres Beispiel für digitale Zwillinge findet sich in der Arbeit, die TCS mit der Harvard University und der LMU in Deutschland durchgeführt hat. Eine virtuelle Variante menschlicher Haut wurde entwickelt, um kosmetische Tierversuche zu ersetzen, die zunehmend eingeschränkt wurden. Kapur: „Das Team hat einen digitalen Zwilling für die menschliche Haut entwickelt, der auf einem Konzept namens „Multi-Scale-Modellierung“ basiert, das die physikalisch-chemische Natur der Haut nachahmt. TCS wurde zuvor für die Entwicklung mikroskopischer Modelle von Hautschichten für In-silico-Tests von Medikamenten und kosmetischen Formulierungen gelobt.

Zurück zum Sport weist Kapur auch darauf hin, dass TCS an den Marathons in London und New York beteiligt ist. Darüber hinaus will das Unternehmen künftig alle möglichen biophysikalischen Daten sammeln, um für jeden Sportler spezielle Trainingsprogramme zu entwickeln.

In London

Als Team konkurriert Jaguar TCS Racing zunehmend um Preisgelder. Leider stellt sich beim E-Prix heraus, dass man nicht zum ersten Mal Meister werden kann. Trotz eines Sieges im ersten Rennen über den Neuseeländer Mitch Evans brauchte er zu viel Glück, um sich den Titel zu sichern. Der Brite Jake Dennis gewinnt den Fahrertitel, während Jaguar in dieser Saison Zweiter wird. Es ist jedoch ein Spiel um den Top-Konstrukteursplatz, mit genügend Motivation, um 2023/24 zu triumphieren. Sein neuseeländischer Landsmann Nick Cassidy, der andere Titelkandidat, der gerade gegen Dennis gescheitert ist, wird das Team aus James Barclay und Mitch Evans auf jeden Fall verstärken. Dabei wird er zweifellos mit der Rolle vertraut gemacht, die TCS für die Erfolge des Formel-E-Teams von Jaguar spielt.

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