Emotional, echt und innovativ: das Sounddesign des Elektroautos DTM Electric
Schaeffler hat den nächsten Schritt in Richtung Zukunft der DTM unternommen. Beim Sound-Run im Rahmen des DTM-Rennens auf dem Red Bull Ring begeisterte der von Schaeffler entwickelte DTM Electric einmal mehr die Zuschauer – diesmal nicht nur mit seinen atemberaubenden Fahreigenschaften, sondern auch mit einer emotionalen Akustik, die die Motorsportwelt so bisher nie gehört hat. Schaeffler Markenbotschafterin Sophia Flörsch war die erste, die den zukünftigen Sound des Motorsports auf der Rennstrecke präsentierte. Das Design könnte auch bald für einen neuen Elektroauto-Sound sorgen.
- Schaeffler setzt Maßstäbe mit neuem Sounddesign für Elektroautos
- Schaeffler-Akustiker analysieren den Klang mit Hilfe einer eigens entwickelten Klangsynthese-Software
- Dr. Jochen Schröder: „Wie ein E-Motor, nur cooler.“
- Leichtbau-Lösung für den Motorsport
- DTM Sound-Innovation bereit für die Serienfertigung
- Johannes Blickensdorff: „In der E-Mobilität ist Sound so wichtig wie nie zuvor“
- Der emotionale Soundtrack für elektrischen Motorsport
Schaeffler setzt Maßstäbe mit neuem Sounddesign für Elektroautos
Der Sound-Run des von Sophia Flörsch gesteuerten DTM Electric war in mehrerlei Hinsicht etwas ganz Besonderes. Zum einen demonstrierte er, dass sich auch rein elektrisch angetriebene Rennfahrzeuge nach reinrassigen Rennwagen anhören und so die ganze Emotionalität, die den Motorsport so unverwechselbar macht, transportieren können. Zum anderen ist es der innovative technologische Ansatz von Schaeffler, der den begeisternden neuen DTM Sound erst möglich macht.
Schaeffler-Akustiker analysieren den Klang mit Hilfe einer eigens entwickelten Klangsynthese-Software
Die Technik dahinter ist faszinierend. Schaeffler nutzt, anders als bei anderen Herstellern üblich, keine klassischen Lautsprecher oder Bassreflexkonzepte. Stattdessen regt das Schaeffler-Konzept der Klangsynthese mit dem ursprünglich entstehenden Fahrzeug-Sound die gesamte Karosserie selbst an und bringt sie an vielen Punkten zum Schwingen. So wird das Fahrzeug damit selbst zu einer Art Lautsprechermembran, die den Sound in alle Richtungen abstrahlt. Vereinfacht gesagt ist es ein ähnliches Prinzip, das auch bei Musikinstrumenten wie Geige oder Bass zu ihrem unverwechselbaren Klang beiträgt.
Damit sich die DTM Electric authentisch und gleichzeitig modern anhört, wurde zunächst der Klang des elektrischen Antriebs genau analysiert. In einer eigens entwickelten Klangsynthese-Software entstand auf dieser Basis ein neues Soundprofil speziell für die Rennserie. Während der Fahrt werden in Echtzeit Fahrzeugdaten, wie Drehzahl, Motorlast und Bremsdruck in die Software eingespeist. Sie passt nun Tonhöhe und Schallpegel des hinterlegten Profils exakt an die jeweilige Fahrsituation an. Beim Gas geben und Bremsen in verschiedenen Geschwindigkeiten entsteht so ein dynamischer und authentischer Klang.
Dr. Jochen Schröder: „Wie ein E-Motor, nur cooler.“
Vorbild für den neuen Rennwagen-Sound des DTM Electric ist das Klangspektrum des im Fahrzeug verbauten Elektromotors, den Schaeffler selbst herstellt. „Die DTM Electric soll weder einen typischen Verbrenner nachahmen noch wie Science-Fiction klingen“, sagt Jochen Schröder. „Vielmehr haben wir den Klang ganz nah an der Physik eines E-Motors entwickelt, nur eben cooler.“
Ungewöhnlich für die Schaeffler-Akustiker war die Tatsache, dass der Rennwagen-Sound sich vor allem für die Zuschauer in seiner ganzen Fülle entfalten sollte, nicht aber unbedingt für den Fahrer. „Wir haben das Thema Sound angepackt, gerade weil wir das Feedback der Experten und Fans ernst nehmen“, sagt Johannes Blickensdorff, der führende Sounddesigner für den DTM Electric bei Schaeffler. Schließlich soll die DTM Electric Rennserie, wenn sie 2024 wie geplant an den Start geht, bei ihren Fans und Zuschauern nicht nur mit atemberaubenden Duellen mit Elektroautos auf der Rennstrecke für Emotionen sorgen, sondern auch mit einem unverwechselbaren, echten elektrischen Motorsport-Sound.
Leichtbau-Lösung für den Motorsport
Blickensdorff ergänzt: „Eine besondere Herausforderung waren die strengen Platz- und Gewichtsvorgaben von wenigen hundert Gramm für den Einbau im Rennfahrzeug, die aber zu einer robusten und maximalen Schalleistung beim Zuschauer auf der Tribüne führen sollen. Da wir einen elektro-akustischen Ansatz verfolgen ist z.B. auch die Stromaufnahme unseres Soundsystems ein wichtiger Faktor, um die Batterielaufzeit zu schonen.“
Schaeffler hat diese Herausforderungen gelöst und ein Sounddesign für Elektroautos entwickelt, das nicht nur den Charakter und den Klang des E-Fahrzeugs unverfälscht wiedergibt, sondern auch die hohen Anforderungen des Motorsports erfüllt. Seine Vorteile wie das geringe Gewicht und die niedrige Energieaufnahme kann das Sounddesign natürlich nicht nur im Motorsport ausspielen.
Schaeffler Markenbotschafterin Sophia Flörsch steuerte den DTM Electric während des Sound-Run.
DTM Sound-Innovation bereit für die Serienfertigung
„Künftig bieten wir die Echtzeit-Klangsynthese auch Automobilherstellern für E-Autos auf der Straße an – für eine gezielte Markendifferenzierung und einen in jeder Fahrsituation authentischen Klang“, sagt Jochen Schröder. Nicht nur der DTM Sound wird sich also ändern, auch der Sound von Elektroautos könnte bald ganz anders sein.
Hierfür setzt Schaeffler unter anderem auf sein mehr als 20-jähriges Know-how aus dem Bereich NVH. Die Abkürzung steht für Noise, Vibration und Harshness – also Geräusch, Vibration und Rauigkeit. Im Bereich NVH geht es normalerweise darum, unerwünschte Geräusche der Fahrzeugkomponenten herauszufiltern, gezielt zu dämpfen oder ganz abzustellen. Es sollen nur Geräusche übrigbleiben, die ein angenehmes Klangbild ausmachen.
Während sich der neue Sound der DTM Electric am tatsächlichen Klang des E-Antriebs orientiert, kann der Fahrzeughersteller später weitgehend frei entscheiden, wie sich der Fahr-Sound seines Autos anhören soll. „Von der Akustik traditioneller Verbrennungsmotoren bis hin zu futuristisch anmutenden Klangbildern machen wir für Fahrzeughersteller vieles möglich“, sagt Jochen Schröder. Der Weg zu einem neuen Sounddesign für Elektroautos ist also vorgezeichnet.
Johannes Blickensdorff: „In der E-Mobilität ist Sound so wichtig wie nie zuvor“
Was wäre der Motorsport ohne seinen unverwechselbaren Sound? Eine Frage, vor der vor allem rein elektrische Rennserien stehen. Schaeffler hat die Antwort gefunden, wie sich Elektroautos und emotionaler Sound vereinen lassen. Beim Sound-Run des DTM Electric auf dem Red Bull Ring erlebte die Technologie ihre Premiere. Wie es dem von Schaeffler entwickelten, rein elektrisch angetriebenen Rennwagen gelingt, die Akustik des Motorsports emotional zu vermitteln, erklärt Schaeffler Akustik-Experte Johannes Blickensdorff im Interview. Schaefflers innovative Technologie kommt dabei ohne Lautsprecher aus, ist extrem leicht und könnte in Zukunft auch im Straßenverkehr zu hören sein.
Welche Rolle spielt für Sie bzw. für Schaeffler der Sound im Automobilbau?
Johannes Blickensdorff: Der Sound eines Fahrzeugs ist neben dem Design und den Leistungsdaten eines der Hauptargumente für eine Kaufentscheidung. Diese ist durchaus nicht immer rational, aber wir alle wissen, dass dabei Emotionen und Begeisterung, die durch den akustischen Charakter stark beeinflusst werden, eine wichtige Grundlage sind. Dazu gehört auch, dass es keine negativen Erfahrungen mit Sounds in einem Fahrzeug oder den Geräuschen einzelner aktiver Komponenten wie Getrieben oder Stellmotoren bei der Nutzung gibt. Stimmt der Sound insgesamt nicht mit dem Markenversprechen, der Fahrzeugklasse oder den Betriebszuständen überein, dann kann das schnell zu einem primären Grund für eine komplette Ablehnung durch den Endkunden werden. Das trifft genauso für den Motorsport zu. Kurz gesagt: Gerade in der E-Mobilität ist der Sound eines Fahrzeugs so wichtig wie nie zuvor. Das Thema wird durch den fehlenden Sound des Verbrenners als primäre Schallquelle noch einmal deutlich verstärkt.
Ist es nicht ein Widerspruch, einem eigentlich „leisen“ Elektroauto einen kernigen Motorsport-Sound zu verpassen?
Blickensdorff: Aus der Sicht eines Akustikers ist die E-Mobilität mit grundsätzlich deutlich leiseren Antrieben und für Anwendungen wie dem urbanen Stadtverkehr natürlich ein „Segen“. Ziel für uns im Motorsport ist es nicht, einen klassischen Verbrenner nachzubilden, weder bezüglich der Schallleistung noch vom Klangeindruck her. Es geht eher darum, den Fahrzeugen und Herstellern einen eigenen akustischen Fingerprint zu verleihen und damit den Fahrzeugcharakter zu schärfen. Der Grundklang von E-Fahrzeugen unterscheidet sich aufgrund der verbauten Komponenten akustisch deutlich geringer voneinander als es vielen Kunden und vielleicht der einen oder anderen Marketingabteilung lieb ist. Oder es werden akustische Assoziationen geweckt, die wir eher aus Schienenfahrzeugen (ICE) oder anderen Anwendungen von E-Motoren kennen.
Was macht das Sounddesign des DTM Electric so besonders?
Blickensdorff: Im Gegensatz zu vielen Serienfahrzeugen, die bereits aktives Sounddesign oder Active Noise Cancellation (ANC) implementiert haben, steht bei uns im Motorsport nicht der Sound im Innenraum des Fahrzeugs im Fokus, da z. B. der Fahrer sowieso einen Helm trägt. Eine besondere Herausforderung waren dabei die strengen Platz- und Gewichtsvorgaben von wenigen hundert Gramm für den Einbau im Rennfahrzeug, die aber zu einer robusten und maximalen Schalleistung beim Zuschauer auf der Tribüne führen sollen. Da wir einen elektro-akustischen Ansatz verfolgen, ist z. B. auch die Stromaufnahme unseres Soundsystems ein wichtiger Faktor, um die Batterielaufzeit zu schonen.
Können Sie in einfachen Worten erklären, wie der Sound des DTM Electric realisiert wird?
Blickensdorff: Die Aufgabe hat zwei Facetten. Die erste ist, das Fahrzeug so zu präparieren, dass es den Schall möglichst effektiv und bei geringem Zusatzgewicht nach außen abstrahlt. Wir benutzen dafür keine klassischen Lautsprecher oder Bassreflexkonzepte, wie es andere Hersteller versuchen, sondern regen mit unserem Fahrzeug-Sound die gesamte Karosserie selbst an und bringen sie damit an vielen Punkten zum Schwingen. Sie wird damit selbst zu einer Art Lautsprechermembran, die in alle Richtungen abstrahlt. Das spart Gewicht und ist deutlich robuster als klassische Lautsprecher. Der zweite Aspekt ist der Klang selbst, den wir dynamisch in Echtzeit auf Basis der internen Fahrzeugdaten berechnen. Eine Klangsynthese, die mit dem vorhandenen Klang der verbauten Komponenten des Fahrzeugs zu einem insgesamt sportlichen und glaubhaften Gesamteindruck verschmelzen muss.
Welche Tests haben Sie durchgeführt, um den Sound des DTM Electric zu perfektionieren – bzw. wie testet man eigentlich den Sound eines Elektroautos?
Blickensdorff: Der Sound war über lange Zeit einer der Hauptkritikpunkte, das haben auch Befragungen an den Strecken deutlich gezeigt. Neben subjektivem Feedback liefert uns das Teilgebiet der „Psychoakustik“, das sich mit der Quantifizierung der auditiven Wahrnehmung des Menschen befasst, die notwendige Toolbox für die Bewertungen von klassischen Messungen. Wir haben aber auch gelernt, dass der finale Eindruck nur auf der Teststrecke selbst und mit entsprechender Entfernung, Dopplereffekten, Reifengeräuschen etc. wirklich final bewertet werden kann.
In welchem Moment wussten Sie, dass Sie den perfekten Rennwagen-Sound gefunden haben?
Blickensdorff: Wie im Kino oder bei einem guten Film muss einfach auch der akustische Rahmen und die Assoziation für ein Fahrzeug zu seinen Leistungsdaten und seiner sportlichen Optik passen, sonst „fehlt etwas“ oder wirkt unglaubwürdig. Es passt, wenn der Sound mit allen anderen Eigenschaften auf der Strecke so verschmilzt, dass es weder aufgesetzt noch unpassend klingt. Beschleunigungsverhalten und Drehzahlbereiche sollen vermittelt werden, eine Kurveneinfahrt und Entfernung durch den Beobachter abgeschätzt werden können. Ein Maß an Gänsehaut und Action dürfen dabei natürlich auch nicht fehlen…
Ist der Sound des DTM Electric schon final oder lassen Sie auch Feedback von Fans und Motorsport-Experten noch einfließen?
Blickensdorff: Wir haben das Thema Sound jetzt angepackt, gerade weil wir das Feedback der Experten und Fans ernst nehmen. Es wäre inkonsequent, jetzt damit aufzuhören – im Gegenteil: Wir sind sehr gespannt darauf und freuen uns über konstruktiven Input! Darüber hinaus macht unser technischer Ansatz Anpassungen eben kurzfristig auch umsetzbar …
Wäre das Sounddesign-Konzept des DTM Electric auch auf andere Fahrzeuge übertragbar – zum Beispiel auf elektrisch angetriebene Serienfahrzeuge?
Blickensdorff: Mit Sicherheit. Die benötigten Schallleistungen werden, unter anderem auch wegen gesetzlicher Vorgaben, wahrscheinlich deutlich geringer ausfallen, was den Aufwand schmälert. Zielfindung und Abstimmung am Fahrzeug sind dabei aber nicht zu unterschätzen.
Inwiefern sind die Ansätze des Sounddesigns für Elektroautos in der Serie und im Motorsport unterschiedlich, wenn nicht sogar gegensätzlich?
Blickensdorff: Motorsport ist Entertainment, Begeisterung und pure Emotion. Erkenntnisse, die wir hier gewinnen, finden kurz- oder mittelfristig ihren Weg in die Serienentwicklung. Die klanglichen Freiheiten für die Gestaltung der Sounds sind im Motorsport deutlich progressiver und dynamischer, da sich Fahrdynamik und die zu erzeugenden Schalldruckpegel stark unterscheiden.
Sound für Elektroautos wird sicher eines der beherrschenden Themen in der Automobilindustrie der nächsten Jahre werden. Insbesondere für Sportwagenhersteller ist Ihre Soundtechnologie zur Emotionalisierung sicher sehr interessant. Sind Kooperationen denkbar und gibt es evtl. sogar schon Gespräche?
Blickensdorff: Wir wollen die DTM Electric und damit den „Schwarmklang“ der Rennfahrzeuge auf der Strecke deutlich interessanter gestalten. Dafür kann jedes Team mit unserer Technologie auch den Klang ihres Fahrzeugs feintunen. Wir konnten unser System schon einigen Kunden live am Fahrzeug vorstellen, es gibt ein deutliches Interesse und die ersten Gespräche dazu haben bereits stattgefunden.
Der emotionale Soundtrack für elektrischen Motorsport
Hören Sie, wie Dr. Jochen Schröder, Leiter des Unternehmensbereichs E-Mobilität von Schaeffler, erklärt, was den Sound des DTM Electric so besonders macht.