Hamburger TU-Studenten bauen Elektroauto

Forschung & Entwicklung im ersten E-Rennwagen der Stadt

26.04.2012

Ein aktuelles 3D-Modell für den Elektrorennwagen der Hamburger TU-Studenten
Ein aktuelles 3D-Modell für den Elektrorennwagen der Hamburger TU-Studenten
Bild: e-gnition

An der TU Hamburg konstruieren und bauen 50 Studierende einen Rennwagen mit Elektroantrieb, der erste der Hansestadt. In ihrem dem Prinzip der Nachhaltigkeit verpflichteten Konzept werden die angehenden Ingenieure in erheblichem Umfang von Forschern des neuen TU-Kompetenzfeldes Green Technologies unterstützt. Außerdem fördern mehr als 50 Unternehmen mit Sponsoring, Fahrzeugteilen und Know-how das zukunftsweisende Projekt, allen voran der Chipspezialist NXP, Hauptsponsor von e-gnition Hamburg.

Deutschland strebt eine Spitzenposition im Markt für Elektromobilität an. Auch Hamburg plant die technologische Wende im Straßenverkehr durch sukzessiven Aufbau einer vom Öl befreiten Mobilität im Straßenverkehr. Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb, geruchlos, sicher und leise, gelten als eine der saubersten Lösungen für Städte und Regionen – und vielleicht in Folge auch für Rennautos.

e-gnition Hamburg

Im Mai 2011 beschlossen 50 Studierendeauf Anregungvon Nachwuchswissenschaftlern des Instituts für Lasertechnik den Bau eines Rennwagens mit elektrischem Antrieb. Seitdem arbeiten sie unter dem Namen e-gnition Hamburg – abgeleitet vom englischen ignition, elektrische Zündung – in sechs Teams an ihrem ehrgeizigen Projekt. Dabei lernen sie bereits während ihres Studiums, was später in ihrem Beruf als Ingenieur Alltag ist: Entwicklung und Konstruktion, Herstellung, Prüfstandplanung, Bauteilerprobung, Marketing und Controlling. Vor allem auch die Teamarbeit sowie auf ganz unterschiedlichen Ebenen die Zusammenarbeit mit Vertretern aus der Wirtschaft sind weitere wichtige berufsqualifizierende Fähigkeiten, die jedes e-gnition-Teammitglied erwirbt. Innovative technische Lösungen am E-Rennauto entstehen in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der TUHH und Experten von NXP Semiconductors.

Haifischhaut spart Energie

Die Schuppenstruktur der Haifischhaut stand Pate bei der Entwicklung der Außenhaut des e-gnition Fahrzeugs. Die mikrostrukturierte Oberfläche senkt den Strömungswiderstand und wird an spezifischen Stellen wie der Nase das Strömungsprofil optimieren. Darüber hinaus wird mit dem so genannten Lotuseffekt, einem ähnlichen funktionalen Oberflächenprofil, am Lufteinlass die Kühlung optimiert. Solche Strukturen herzustellen, gelingt mit Hilfe des Laserlichts. Die dafür eingesetzten, noch vor dem industriellen Standard befindlichen neuen Verfahren, werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik der TUHH sowie dem Laser Zentrum Nord entwickelt.

Das e-gnition-Team im Hörsaal der Technischen Universität Hamburg-Harburg mit einem Banner der Design-Studie des Elektrorennwagens
Das e-gnition-Team im Hörsaal der Technischen Universität Hamburg-Harburg mit einem Banner der Design-Studie des Elektrorennwagens
Foto: TUHH/Johannes Arlt

Wenn die Antriebswelle informiert

Die Antriebswelle zwischen Motor und Rad ist in zweifacher Sicht eine Innovation: Sie wird nicht wie herkömmlich aus Stahl hergestellt, sondern aus Faserverbundwerkstoffen, die viel leichter und trotzdem stabiler sind. Im Test sind ein glasfaserverstärkter Kunststoff mit einem Anteil an Kohlenstoffnanoröhren in der Kunststoffmatrix sowie ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff. Der Clou: Durch den Einsatz von Kohlenstoffnanoröhren wird die elektrische Leitfähigkeit stark erhöht mit dem Ergebnis, dass das Material selbst eine neue Funktion hervorbringt: Es kann messen und beispielsweise Belastungsdaten von der Antriebswelle an die Fahrzeugsteuerung senden.

Der Faserverbundwerkstoff mit Kohlenstoffnanoröhren ist wegen seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit ein zukunftsweisender Werkstoff. Auf diesem Gebiet wird an der TUHH grundlegend am Institut für Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe geforscht. Und für die noch sehr teuren Faserverbundwerkstoffe generell, suchen TUHH-Wissenschaftler nach geeigneten industriellen Herstellungsmethoden. Ausdruck der hohen Expertise der TUHH auf diesem Gebiet ist die bevorstehende Inbetriebnahme einer Großversuchsanlage, in der erstmals große Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen auf ihre Belastbarkeit getestet werden können.

Intelligente Fahrzeugvernetzung

NXP Semiconductors, weltweit der fünftgrößte Chiplieferant für die Automobilindustrie, berät das e-gnition-Team bei der Fahrzeugelektronik und -vernetzung. Für die Kommunikation innerhalb des Fahrzeugs zwischen den Elektronikbauteilen sowie nach draußen zur Außenwelt werden unterschiedliche Chips eingebaut. Die Telematikeinheit „ATOP“ vernetzt das Fahrzeug live mit dem „Rennstall“. So können bei Testfahrten und Rennen aktuelle Informationen über die Temperatur einzelner Komponenten, Akku-Ladezustände, Geschwindigkeiten und Lenkwinkel drahtlos an das Team gesendet werden, um dem Fahrer Tipps zum Fahrverhalten zu geben. Die Studierenden entwickeln außerdem ein Sensorsystem für die Überwachung der Fahrsicherheit, Fahrdynamik, Brems- und Gaspedalwinkel. Die Verarbeitung aller Fahrzeugdaten und -signale erfolgt durch Bussystem, Telematik und Mikrocontroller von NXP.

Weitere Daten

Jedes Hinterrad hat einen eigenen Motor und wird einzeln angesteuert. Diese Besonderheit soll die Fahrdynamik und Wendigkeit erhöhen. Eine Crash-Box aus Aluminiumschaum schützt den Fahrer bei einem Aufprall. Die schwer löschbaren Lithium-Ionen-Batterien, das Herz des e-gnition-Autos, lagern in einem Kasten aus brandhemmendem Plexiglas. Der große Test des Rennwagens soll im August beim Formula Student Electric -Rennen auf dem Hockenheimring erfolgen.

Statements:

Prof. Dr.-Ing. Claus Emmelmann, Leiter des Instituts für Laser-und Anlagentechnik und des Laser Zentrums Nord: „So macht das Studium Spaß, wenn man Gelegenheit hat, in der Praxis auszuprobieren und anzuwenden, was man sich theoretisch im Hörsaal erarbeitet hat.“

Prof. Dr.-Ing. Karl Schulte, Leiter des Instituts für Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe: „Die Studenten steigen über die Lösung ihrer praktischen Aufgabe auf einem sehr hohen Niveau in die Forschung ein, und die Forscher wiederum profitieren von den daraus resultierenden Anwendungsmöglichkeiten.“

Lars Reger, NXP Semiconductors, LeiterForschung und Entwicklung der Automobilsparte: „In Hamburg gibt eseine ganze Reihe von sehr innovativen Technologiefirmen auch aus der Automobilindustrie, doch leider ist das kaum bekannt. Wir freuen uns über Projekte wie e-gnition, die die Innovationskraft unserer Stadt nach außen tragen. NXP ist als High-Tech-Unternehmen ständig auf der Suche nach talentiertem Nachwuchs.“

Hauke Becker, achtes Semester Flugzeugsystemtechnik, e-gnition-Vorstandsmitglied Marketing:Wir wollen zeigen, dass Umweltverträglichkeit und Fahrspaß keine Gegensätze sind“.

Ake Ewald, achtes Semester Produktentwicklung, e-gnition-Teamleiter: „Das Projekt ist eine Riesenchance, sich bereits im Studium mit der Technologie für ein elektrisches Autos auseinanderzusetzen.“

Mauritz Möller, zwölftes Semester Werkstofftechnik, e-gnition Finanzvorstand und Konstruktionsleiter: „Mit der Begeisterung für technischen Fortschritt und unsere Umwelt wollen wir eine ökoeffiziente Verbesserung der Lebensqualität erzielen


See also: http://www.egnition-hamburg.de/


TUHH - Public Relations Office

Fax: +49 40 428 78 2366