Newsletter #3 / 2013 Design Preview Die Fahrzeuge der Saison 2013
Vorwort In wenigen Tagen ist es soweit. Wir enthüllen unsere Fahrzeuge der Saison 2013. Heute möchten wir Ihnen einen kleinen Vorgeschmack bieten und Ihnen die Design Preview vorstellen. Das finale Layout bleibt natürlich ein Geheimnis, das wir am 4.6.2013 lüften werden. Information dazu finden Sie auf Seite 16. Wer immer tut, was er schon kann, bleibt immer das, was er schon ist. Henry Ford Wir wünschen Ihnen Viel Spaß beim Lesen. Die Teamleitung Fahrzeugkonzept... 3 Suspension... 6 Chassis... 7 Drive Train... 8 Engine Combustion... 9 Electric Power Train... 10 Battery... 11 Electronics... 12 Was sonst geschah... 13 Subteam Electronics Widerstand zwecklos... 14 Doppel-Rollout 2013... 16 2
Fahrzeugkonzept Schneller sollten Sie schon sein. Bei diesem Punkt herrscht im gesamten Team große Einigkeit. Dahinter beginnen die Meetings und Diskussionen. Viele Ideen und Wünsche fließen in die Konzeptionierung zu Beginn der Saison. Das Wichtigste ist dabei, dass ein Konzept gefunden wird, mit dem alle Parteien zufrieden sind. Bei der Konzeptfindung muss eine Vielzahl von Entscheidungen getroffen werden. Welchen Motor verwenden wir, welche Reifen werden genutzt, Monocoque oder Gitterrohrrahmen, wie groß muss der Tank, bzw. die Batterieeinheit sein und möchte man ein Aerodynamik-Paket ins Fahrzeug integrieren. Für unsere Entscheidungen gab es letztlich klare Kriterien: Ist die Lösung finanzierbar? Können wir Sie umsetzen? Gibt es einen positiven Effekt auf das Fahrverhalten? Lässt sich das Konzept für beide Fahrzeugtypen adaptieren? Erst wenn alle Fragen mit Ja beantwortet werden können kommt eine Umsetzung in Frage. Die Lösungen werden weitestgehend für zwei Bereiche gesucht, in denen wir das größte Potential sehen: Gewicht Das Fahrzeuggewicht hat einen großen Einfluss auf das Fahrverhalten der Formula Student Fahrzeuge. In allen Bereichen sollten Bauteile so optimiert oder neu entwickelt werden um Gewicht zu reduzieren. Zuverlässigkeit Ein Ausfall bei einer Disziplin hat im Regelfall einen Verlust von mindestens einem Zehntel bis zu einem Drittel der Gesamtpunkte zur Folge. Damit wird die Bedeutung schnell klar. 3
4 RP13c
5 RP13e
Suspension Als Verbindungsglied zwischen Fahrzeug und Straße kommen besondere Belastungen auf das Fahrwerk eines Rennwagens zu. Daher Bedarf es größter Anstrengung um die optimale Kombination aus Leichtbau und Haltbarkeit zu ermitteln. Das Fahrwerk der 2013er Fahrzeuge wurde annähernd komplett überarbeitet. Alle Bauteile wurden begutachtet und auf Einsparpotential in punkto Gewicht überprüft. Als besonderes Merkmal ist der Stabilisator vorne und hinten im Fahrzeug zu erwähnen, der die Fahreigenschaften stark verbessern soll. Des Weiteren wurde das Centerlock-System überarbeitet. Hierbei wird in dieser Saison eine Schraube statt einer Mutter verwendet. 6
Chassis In dieser Saison werden zum ersten Mal beide Fahrzeuge eine Fahrerzelle aus Carbon, das sogenannte Monocoque, verwenden. Dadurch kann das Chassisgewicht drastisch reduziert werden. Damit alle Teile des Antriebsstranges leicht zugänglich sind wurde ein für die jeweilige Antriebstechnologie entwickelter Heckrahmen konstruiert. Bereits vor Beginn der Entwicklung wurde in einem Modell Kennwerte ermittelt, die für eine optimale Sitzposition verschiedener Fahrer von Bedeutung sind. Das Monocoque des RP12e wurde in der Geometrie leicht verändert. Durch einen komplett überarbeiteten Lagenaufbau konnte das Gewicht um über 40% reduziert werden, ohne dabei Einbußen im Bereich Sicherheit hinnehmen zu müssen. 7
Drive Train Der Antriebsstrang übernimmt die Kraftübertragung vom Motor zum Reifen. Gemäß dem Leitsatz das richtige Material am richtigen Ort wurde intelligenter Leichtbau betrieben, bei dem hochbelastete Komponenten aus ausgesuchten Materialen gefertigt wurden. Um Gewicht einzusparen fahren beide Fahrzeuge mit einem Riementrieb. Hierfür werden Carbonfaserverstärkte Riemen verwendet. Einer im C- und zwei im E-Fahrzeug. Neben dem geringen Gewicht zeichnet sich der Riementrieb vor allem durch seine Laufruhe und Vibrationsabsorbierende Eigenschaften aus. Das Getriebe wurde zu einem 4-Gang-Getriebe mit optimierter Schaltfolge umgebaut. Die Elektropneumatische Schaltung ermöglicht Schaltzeiten unter 50ms. 8
Engine Combustion Das Herz des RP13c ist der Honda CBR600 PC37 Motor. Der Vierzylindermotor wurde von uns appliziert um hohe Leistung und gutes Fahrverhalten zu kombinieren. Mittels Simulation wurden bereits vor Beginn der Konstruktion wichtige Parameter festgelegt. Darauf aufbauend wurden die Bauteile und Teilsystem die zum Motor gehören speziell ausgelegt. Ein leichter Titankrümmer unterstützt uns bei unserem Ziel, Gewicht überall dort einzusparen wo es möglich ist. Viele Erkenntnisse aus den vergangenen Jahren flossen in die Entwicklung mit ein, um Fehler früh zu vermeiden und ein zuverlässiges Gesamtsystem zu schaffen. 9
Electric Power Train Im Bauch des RP13e schlagen gleich zwei Herzen. Die Enstroj Emrax Motoren erzeugen 2x60kW Leistung, von denen im Event maximal in Summe 85kW abgerufen werden dürfen. Mittels Torque Vectoring (aktives Kurvenfahren) kann die Leistung je nach Fahrsituation homogen oder inhomogen auf die Motoren verteilt werden. Mittels thermischer Leitungssimulation konnten die Leiterquerschnitte der Hochvolt-Leitungen optimiert werden, was eine Gewichtsreduzierung zur Folge hatte. Lagegeber mit digitaler Kommunikationsschnittstelle steigern zusätzlich die Zuverlässigkeit des RP13e. 10
Battery Das schwerste Bauteil an einem Elektrofahrzeug ist die Batterie. Durch Änderungen an der mechanischen Konstruktion des Batterie-Containers konnten wir das Systemgewicht reduzieren. Im RP13e kommen Lithium Polymer Zellen zum Einsatz. Insgesamt 88 seriell verschaltete Zellen versorgen die beiden Elektromotoren. Damit steht weniger Energie zur Verfügung als im Vorjahresmodell. Durch die gemachten Erfahrungen haben wir eine Fülle an Daten erhalten die uns dabei helfen, die optimale Batteriekapazität zu ermitteln. 11
Electronics Auch bei der Entwicklung unserer Elektronikkomponenten stand heuer, neben der bereits erreichten Zuverlässigkeit, die Gewichtsreduzierung im Vordergrund. Dieses Ziel erreichen wir bei unseren selbst designten und gefertigten Kabelbäumen durch konsequente Anwendung der uns zur Verfügung stehenden Ressourcen. Schon beim Entwurf des CAD-Schaltplans wurde auf eine möglichst optimierte Leitungsführung geachtet. Einen weiteren Fokus legten wir auf die schnelle und zuverlässige Entwicklung unserer Steuergeräte. Um die Handhabung der Programmiertools zu vereinfachen und die Bauteilvielfalt bei beiden Fahrzeugen auf ein Minimum zu reduzieren, setzen wir einen neuen Prozessortyp für alle unsere selbst entwickelten Steuergeräte ein. Mit unserer Live Telemetrie ist es dem verantwortlichen Dateningenieur möglich, im Fahrzeugbetrieb alle relevanten Messwerte von der Boxengasse aus zu überwachen. 12
Was sonst geschah In den letzten Wochen wurde ein Großteil der Teile gefertigt. Aber auch abseits der Fertigung standen viele interessante und spannende Aktivitäten statt. Anfang April konnten wir in einem Projektmanagement-Workshop unser Wissen in diesem Bereich nochmal vertiefen. Das erlernte wurde anschließend in das reale Projekt implementiert. Am Girl s Day stellten wir unser Labor wie in den vergangenen Jahren für eine Führung zur Verfügung und standen den begeisterten jungen Damen für Fragen rund ums Studium und die Formula Student Rede und Antwort. Die Nacht.Schafft.Wissen nutzten viele Technikbegeisterte um sich in Regensburger Bildungseinrichtungen, Museen und Unternehmen umzusehen und spannende Führungen mitzuerleben. Im Rahmen der Führung an der Fakultät Maschinenbau stand auch unser Labor den Besuchern zur Verfügung. Eine ganz neue Erfahrung konnten wir machen, als unser diesjähriger Rollout- & Imagefilm gedreht wurde. Für die Dreharbeiten wurde der Campus für zwei Wochenenden zum Filmset. Das Ergebnis Stefan Straubinger präsentieren wir kommende Woche auf unserem Rollout. Den Imagefilm gibt es dann pünktlich zu den Events. 13
Team Elektronik Widerstand zwecklos Die acht Mitglieder des Sub-Teams Elektronik entwickeln während der Saison unter anderem den Kabelbaum, die Steuergeräte und die Live Telemetrie. Ein kurzer Blick auf diese spannende Arbeit. Wie der Teamname vermuten lässt kommen die Mitglieder aus den Studiengängen Elektro- & Informationstechnik und Mechatronik. Im vielfältigen Aufgabenbereich ist eines ganz wichtig, die Kommunikation mit den anderen Sub-Teams. Welche Sensoren werden benötigt, wo können Steuergeräte platziert werden und was müssen diese dann zu leisten im Stande sein. Nach der Konzeptphase müssen Platinen gelayoutet, der Schaltplan gezeichnet und die ECU s (Steuergeräte) programmiert werden. Interview mit Name: Matthias Hugel Alter: 29 Studium: Mechatronik Dabei seit: Oktober 2010 In welchem Sub-Team arbeitest du und was sind deine Aufgaben? Mein Tätigkeitsfeld liegt im Sub-Team Electronics. Zu Saisonbeginn war ich mit der Livetelemetrie und Datenerfassung beschäftigt. Aufbauend auf den Erfahrungen der letzten Jahre haben wir ein einheitliches Konzept für beide Fahrzeuge erarbeitet. Anschließend beschäftigte ich mich mit dem Schaltplandesign des RP13c. 14
Wie ist der aktuelle Stand deiner Aufgaben? Die Hardware für die Livetelemetrie und Datenerfassung wurden beschafft. Die Schaltpläne für beide Fahrzeuge sind gezeichnet und die Bestellung der Stecker und Leitungen ausgelöst. Nach der Fertigung der Kabelbäume werde ich mich mit der Datenbasis unserer CAN-Bussysteme beschäftigen. Wie viel Zeit investierst Du in das Projekt? Der Zeitaufwand ist abhängig von den aktuellen Aufgaben. In der Regel wende ich 15h/Woche für das Projekt auf. Warum gerade Formula Student? Die Formula Student bietet einem die einmalige Chance schon während der Studienzeit sehr wertvolle Praxiserfahrungen zu sammeln. Zudem fand ich hier auch die Gelegenheit in relativ kurzer Zeit ein sehr großes soziales Netzwerk bestehend aus Firmenkontakten und Studenten anderer Teams aufzubauen. Diese Gelegenheit in Kombination mit der technischen Ausrichtung (Automobilbau), bietet meiner Meinung nach derzeit kein anderes Projekt an der Hochschule Regensburg. Wie bist du auf den Verein aufmerksam geworden? Durch den Internetauftritt und die Fahrzeugausstellung am Recruiting-Stand. Ist die Arbeit im Verein hilfreich für dein Studium? Auch wenn es sicherlich nicht immer einfach ist die stark begrenzte Zeit auf Studium und Vereinsarbeit aufzuteilen, engagiere ich mich gerne für dieses Projekt. Sehr oft konnte ich in den letzten Jahren mein theoretisches Wissen im Bereich der Formula Student anwenden. Dieser Praxisbezug war letztes Semester auch mit ausschlaggebend, dass ich mein Praktikum im Motorsportbereich absolvieren konnte. 15
Doppel-Rollout 2013 Am 04.06.2013 ist es wieder so weit. Wir stellen die Ergebnisse monatelanger Arbeit der Öffentlichkeit vor. Die Präsentation findet nach zwei Jahren wieder an der Hochschule Regensburg statt. Über Ihr Kommen würden wir uns sehr freuen. Für eine bessere Planung möchten wie Sie bitten das Anmeldeformular zu nutzen, dass sie auf den Internetauftritten unserer beiden Vereine finden. Los geht s um 19 Uhr. Der Einlass beginnt um 18:30 Uhr im Raum S054. 16
In der na chsten Ausgabe Der vierte Newsletter steht ganz im Zeichen des Endspurtes der Saison. Wir freuen uns unsere Fahrzeuge nach dem Rollout in Aktion erleben zu können und möchten Ihnen dann natürlich auch die Bilder dazu nicht vorenthalten. Zu diesem Zeitpunkt werden wir uns bereits mit Hochdruck auf die Events vorbereiten. Bleiben Sie gespannt. Wir freuen uns auf ein Wiedersehen mit Ihnen. Wollen auch Sie mit Ihrem Unternehmen hier im Newsletter zu sehen sein, dann wenden Sie sich einfach an unser Sponsoring- oder Fertigungsteam! Sponsoring: julian.buchner@formulastudent-regensburg.de Fertigung: johann.tuechsen@formulastudent-regensburg.de 17
Dynamics e.v. Regenics e.v. Seybothstraße 2 93053 Regensburg Telefon: +49 941 / 943-5264 E-Mail: formulastudent@hs-regensburg.de Homepage: http://www.formulastudent-regensburg.de 18