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eH11

Dez 2, 2011   //   by Jannis.Eggers   //   eH11  //  No Comments

 

Gesamtkonzept

Für die Saison 2011 planen wir, erstmals ein Fahrzeug mit rein elektrischem Antrieb zu bauen. Das Konzept sieht hierbei vor, an der Hinterachse zwei identische, voneinander unabhängige Drehstrommotoren zu verwenden. Die Kopplung der Motoren an die Antriebsachsen erfolgt über Kegelradgetriebe. Als Energielieferant dienen LithiumPolymer-Akkus, die hinter dem feuerfesten Fahrersitz positioniert werden. Der Drehstrom wird durch einen Wechselrichter generiert. Die Kühlung der Einzelkomponenten wird durch eine Wasserkühlung gesichert. Die Regelung der Motoren erfolgt über eine zentrale Steuereinheit, die ebenfalls die Fahrerassistenzsysteme bereitstellt. Geplant sind hier, neben der Launch Control, die Antriebsschlupfregelung und das Torque Vectoring.

Motor

Es werden zwei Drehstrommotoren der Firma AMK mit verwendet. Das hohe Drehmoment soll beim Acceleration-Wettbewerb für eine hohe Beschleunigung aus dem Stand sorgen.
Jeder Motor kann unabhängig voneinander ein Hinterrad antreiben, was den Einsatz des sogenannten Torque Vectoring ermöglicht. Die Drehmoment-Drehzahl-Charakteristik ist so ausgelegt, dass der Bereich maximalen Wirkungsgrades deckungsgleich zum Streckenanforderungsprofil ist.
Um auch im Endurance-Wettbewerb dauerhaft hohe Leistungen abrufen zu können, sind die Motoren durch eine Wassermantelkühlung im Motorgehäuse in das leistungsfähige Wasserkühlungssystem integriert.

Umrichter

Die Umrichter für die beiden Drehstromantriebe werden für diese Saison von der Firma AMK gesponsort. Komplettiert werden die Umrichter durch die von AMK ebenfalls gesponsorten Steuerungen. Mithilfe der Steuerungen können alle Sensordaten erfasst und verarbeitet werden. über integrierte Schnittstellen wie EtherCat kann eine Kommunikation mit anderen Teilsystemen erfolgen.

Batterie

Wir haben uns dazu entscheiden, im eH11 auf Lithium-Polymer-Akkus zu setzen. Aufgrund der höheren Energiedichte und der besseren Verfügbarkeit sind diese ideal für den Rennsport geeignet. Auch die Auslegung des Batterie-Management-Systems (BMS) und die Diagnose der Zellen wird durch diese Technologie vereinfacht.

Kühlkonzept

Um alle Komponenten auf der optimalen Betriebstemperatur zu halten und insbesondere die Motoren im überlastbetrieb für thermischen Schädigungen zu schützen verwenden wir eine Wasserkühlung für die Motoren und die Umrichter. Zur Kühlung der Batteriepacks wurde ein System entwickelt, welches durch einen geeigneten Luftstrom und strategisch positionierte Lüfter für eine ausreichende Kühlung sorgt.

Fahrerassistenzsysteme

Um den vollen Funktionsumfang der beiden Hinterradmotoren nutzen zu können kommen verschiedene Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz. Um den Accelerationwettbewerb optimal zu gestalten, nutzen wir eine Launch Control, die den Wagen unter maximal möglicher Beschleunigung voranbringt. Der Fahrer betätigt lediglich das Gaspedal und hält den Wagen in der Spur. Die Bordsysteme bestimmen die maximal mögliche Beschleunigung und geben diese an den Antriebsstrang weiter.
Das Torque Vectoring soll den Rennwagen in Kurvenfahrten deutlich spurstabiler werden lassen. Aufgrund der getrennten Hinterradantriebe kann ein zusätzliches Giermoment um die Fahrzeughochachse erzeugt werden, dass es dem Fahrer ermöglicht deutlich dynamischer Kurvenfahrten zu absolvieren und somit einen Zeitgewinn zu erfahren.
Durch das Sponsoring der Firma dSpace wird die Implementierung dieser Fahrerassistenzsysteme erst ermöglicht. Die MicroAutobox II ermöglicht es uns, aktuelle Fahrdaten (z.B. aus Beschleunigungssensoren oder Ladezustand der Batterie) über W-Lan der Boxencrew zu übermitteln. Desweiteren können diese Fahrdaten auf einem an die MicroAutobox II angeschlossenem USB-Datenträgen mitgeloggt werden, um die Streckendaten aufzuzeichnen. Diese Streckendaten werden dazu genutzt, für die Saison 2012 das optimale Antriebskonzept zu ermitteln und ein auf jede Strecke optimal angepasstes Setup des Fahrzeugs zu erreichen.