30.9.13 – Neues Elektronikmodul

Für unser neues Auto ist die komplette Elektronik neu entwickelt worden. Die selbst entworfene Stromverteilerplatine, wurde bereits gefertigt, bestückt und erfolgreich getestet.

CAD-Zeichnung des neuen Elektronikmoduls Neues Elektronikmodul

Die Stromverteilerplatine wurde zusammen mit den weiteren Elektronikplatinen, die im neuen Fahrzeug zum Einsatz kommen – wie etwa das Battery Management System (BMS), der Motorregler und ein Raspberry Pi – zuerst in CAD auf einem Elektronikmodul angeordnet. Daraus wurden dann die Positionen für die Befestigungsbohrungen generiert, die mit einer CNC-Fräse exakt auf das reale Modul übertragen werden konnten.

Ein weiterer großer Fortschritt ist die Geschwindigkeitsregelung für den Motorregler, die angepasst und verbessert wurde. Als Grundlage dafür wurden unter anderem Versuche auf einem Prüfstand durchgeführt, um den Leistungsbedarf bei verschiedenen Fahrzuständen zu ermitteln und eine Vorsteuerung für den Geschwindigkeitsregler implementieren bzw. parametrisieren zu können.

19.8.13 – Studienarbeit zum Thema „Analyse kritischer Fahrzustände mit Mehrgrößenoptimierung“ zu vergeben

Nach bisherigen Studienarbeiten über Aspekte unseres Fahrzeuges ist nun eine weitere Arbeit ausgeschrieben: „Analyse kritischer Fahrzustände mit Mehrgrößenoptimierung“ am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik (FTM).

Konkret geht es um die Kippstabilität. Hierfür soll ein geeignetes Modell entwickelt werden und dann die Auswirkungen von verschiedenen Parametern, wie etwa Spurweite, auf die Kippstabilität analysiert werden – unter Verwendung numerischer Optimierungsmethoden. Dabei sollen auch Nebenbedingungen, wie z.B. eine energieeffiziente Fahrzeugauslegung berücksichtigt werden. Dass die Kippstabilität durchaus ein wichtiger, zu untersuchender Aspekt ist, zeigen Erfahrungen der letzten Wettbewerbe, bei denen die Fahrzeuge der Prototypenklasse besonders anfällig für ein Kippen waren. Da wir einen Überschlag mit unserem neuen Fahrzeug soweit möglich ausschließen möchten, wollen wir die verschiedenen Einflussfaktoren analysieren.

Wir freuen uns besonders über begeisterungsfähige Interessenten, die sich auch über diese Arbeit hinaus eine Beteiligung im Team vorstellen können.

Genauere Informationen zur Arbeit finden sich unter
http://www.ftm.mw.tum.de/lehre/studienarbeiten/killian/analyse-kritischer-fahrzustaende-mit-mehrgroessenoptimierung/

Wir freuen uns auf eure Rückmeldung.

12.7.13 – Fertigung eLi13: Zwischenstand

Zur Zeit ist im gate, unserer Werkstatt, einiges los. Nachdem die Konstruktion für das neue Chassis schon seit längerem abgeschlossen ist, sind auch bereits alle Positivformen aus Ureol von Creative Wave gefräst worden.

Belegen einer Schaumform fertiges Laminier-Tool

Alle Formen wurden schon mit Trockengewebe belegt und die meisten daraufhin bereits mit Epoxidharz infusioniert. Für den zentralen Bestandteil des neuen Chassis, das Monocoque, sind nun alle Negativformen gefertigt, so dass am Wochenende mit dem Laminieren der Außenhaut für eLi13 mit Prepreg begonnen wurde.

Antriebstechnisch gibt es ebenfalls einiges Positives zu berichten. So sind neue Motoren von TQ-Systems angekommen und ein aktueller Motor wurde auf seinen Wirkungsgrad hin untersucht, wobei noch Potential zur weiteren Steigerung ermittelt wurde. Ach ja: Auf dem Foto ist unser Motor nicht die große Asynchronmaschine auf der linken Seite …

Test des Wirkungsgrades Titanstab

Auch von Seiten des Fahrwerks gibt es Neuigkeiten. Für alle Teile ist nun geklärt, wie und wo sie gefertigt werden sollen. So können wir etwa die Vorderachsträger über die Metallinnung fertigen und die Lenkergriffe werden wieder bei KET lasergesintert. Außerdem wird für einige Teile Titan als Werkstoff eingesetzt, welches gestern von S+D Spezialstahl angekommen ist.
An dieser Stelle möchten wir uns bei allen Unternehmen bedanken, welche uns bei der Fertigung unterstützen.

03.07.2013 – neues Antriebssystem

Heute durften wir weitere Teile für den Antriebsstrangs unseres neuen Fahrzeugs in Empfang nehmen. Der Münchner Kettenhersteller iwis Antriebssysteme (iwis.com) unterstützt uns dieses Jahr bei der Umsetzung einer neuen Kraftübertragung per Kette.

RitzelRotor mit Ritzel

Die Rollenkette G42 ist das kleinste und leichteste Modell aus dem Sortiment von iwis und mit ihren äußerst kompakten Abmaßen und hohen Robustheit bestens für unsere Anwendung geeignet. Zusätzlich zu den Ketten selbst haben wir nach unseren Vorgaben gefertigte Kettenräder für die Antriebsmaschine und die Hinterachse erhalten, die auf das perfekte Zusammenspiel mit der Kette abgestimmt sind.

Sowohl Ritzel als auch Rad wurden jeweils in zweifacher Ausfertigung geliefert, wobei zudem beim Ritzel zwei verschiedene Werkstoffe zum Einsatz kommen. Auf Grund der geringen Zähnezahl ist hier neben einer Version aus Aluminium ein Ritzel aus Stahl gefertigt worden. Dieses kann im Fall besonders starker Beanspruchungen des Kettentriebs zum Einsatz kommen, um den Verschleiß zu minimieren.

Die Verbindung zwischen den in Zusammenarbeit mit Thomas Siewert am Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft (www.wb.bgu.tum.de) gefertigten Motorwellen aus Titan und den von iwis gelieferten Ritzeln über ein selbst entwickeltes Vierkantprofil lässt sich wie geplant fügen und wird eine sichere Übertragung des Motordrehmoments sicherstellen.

Wir freuen uns sehr über diese neuen Teile für unser Fahrzeug. Besonderer Dank an dieser Stelle gilt Herrn Abhijit Potdar und Herrn Christopher Kranz bei iwis für die kompetente Beratung in technischen Fragen sowie die freundliche und unkomplizierte Kommunikation.

Kette und RitzelKettenrad

19.05.2013 – Aufregende Tage mit spannendem Finale in Rotterdam

Nachdem das Wetter am Donnerstag teilweise sogar die regenfesten Fahrzeuge der Urban-Concept Klasse von der Strecke verdrängt hatte, war die Zwischenbilanz des Wettbewerbs sehr dürftig: Nahezu alle Teams, darunter auch viele Rekordhalter aus den vergangenen Jahren, hatten mit Problemen zu kämpfen. In unserer Wettbewerbsklasse hatten erst 8 von 36 Teams, vor allem wegen des starken Niederschlags, einen gültigen Wertungslauf absolvieren können – die hier erzielten Reichweiten lagen dramatisch niedrig, etwa 50% unter denen des Vorjahres.

Teamfoto: Tufast e.V. ecoTeam auf dem Shell Eco Marathon 2013

Freitag

Der Freitag begann zunächst genauso regnerisch wie die Vortage. Nachmittags trocknete die Strecke aber soweit ab, dass auch die Prototypen fahren konnten. Nachdem wir gestern nur einen kurzen Testlauf absolvieren konnten, bestand unserem Fahrzeug mit allen Neuerungen die eigentliche Feuertaufe im Wettbewerb noch bevor: Wie üblich wurde eLi12 plus in Wettbewerbskonfiguration gebracht: Nach den Einstellungen am Fahrwerk folgte die Erhöhung des Reifendrucks und die Installation des Smartphones zur Kommunikation und Übermittlung der Telemetriedaten. Nach der üblichen pre-Run-Inspection, die die Überprüfung der Joulemeter und der Bremseinrichtungen einschließt, ging das Fahrzeug auf die Strecke.

Die ersten Runden liefen problemlos und die ersten guten Rundenzeiten hatten sich eingestellt als eine folgenschwere Meldung über Funk kam: „Lisa hat sich in Kurve fünf überschlagen“. Nach dieser dramatischen Nachricht und wenigen weiteren Funksprüchen ist aber schnell klar: unserer Fahrerin Lisa geht es gut, sie konnte das Fahrzeug aus eigener Kraft verlassen und die anderen Fahrzeuge hinter ihr konnten rechtzeitig bremsen.

Dieser Fall war noch nie eingetreten. Das Fahrwerk war ursprünglich so ausgelegt, dass genau dies verhindert werden sollte. In der Box wurde zudem schnell klar, dass die Solarzellen offenbar stark beschädigt wurden und die Konkurrenzfähigkeit damit vermutlich Vergangenheit war. Die Suche nach der Ursache führte vorerst zu der Vermutung, dass eine starke Unebenheit der Strecke verbunden mit einem starken Lenkausschlag zu dem Unfall geführt haben musste. Bislang hatte das Fahrzeug schließlich nie Probleme in Kurvenfahrten gehabt, sogar Geschwindigkeiten von über 55km/h waren damit schon gefahren worden.

Nach anfänglicher Ratlosigkeit begann das Team den Schaden genau zu begutachten. Das Chassis hatte außer einiger Kratzer und Lackschäden offensichtlich kaum etwas abbekommen und auch die Fahrwerksaufhängung schien unbeschädigt. Die Elektronikspezialisten aus dem Antriebsteam stellten außerdem zur großen Überraschung des gesamten Teams fest, dass ein Strang der Solarzellen noch Leistung lieferte und begannen sofort mit Reparaturarbeiten. Zwei stark beschädigte Zellen konnten entfernt und überbrückt werden und am Ende des Tages konnten die Solarzellen nach endlosen Polierarbeiten tatsächlich wieder in Betrieb genommen werden. Für den nächsten Tag bestand nun wieder die Chance einen Wertungslauf zu absolvieren.

Beschädigungen am ChassisReparatur an den Solarzellen

Samstag – besseres Wetter

Der Samstag begann anders als die vorhergehenden: es regnete nicht und das sollte auch den Rest des Tages so bleiben. Für Sonntag war sogar Sonnenschein vorhergesagt. Außerdem reagierte die Rennleitung auf das schlechte Wetter der vergangenen Tage und gestattete wegen der bisher fehlenden Testmöglichkeiten zwei weitere Versuche. Dies ermöglichte den Teilnehmern nun sechs statt bislang vier Wertungsläufe.

Für den Start in den zweiten Wertungslauf wurde eLi12 plus wieder ausführlich vorbereitet. Der Rückschlag von gestern war vergessen und die Stimmung im Team war sehr gut. Leider löste sich bereits nach wenigen hundert Metern eine Steckverbindung auf einer der Platinen und das Fahrzeug rollte aus. Die Ursache war schnell behoben und eli12 plus ging an diesem Tag ein zweites Mal auf die Strecke. Bereits kurz nach dem Start folgt eine weitere fatale Funkmeldung: „Das Fahrzeug hat sich in Kurve 1 überschlagen.“ – Pause – „Lisa ist unverletzt aus dem Fahrzeug raus.“

Nach anfänglicher Ernüchterung wurde klar, dass die Unfälle von gestern und heute nicht so begründet waren, wie wir bislang vermuteten. Die Suche nach der Ursache wurde also fortgesetzt. Die einzigen Änderungen seit den letzten Testfahrten am Forschungszentrum in Garching waren der Einbau der Joulemeter und Anpassungen an der Lenkübersetzung. Mit diesen Fakten teilte sich das Team in zwei Gruppen. Die eine Gruppe brachte die Lenkübersetzung wieder auf den Stand der letzten Woche und änderte die Montagepunkte der Joulemeter. Diese waren ganz oben im Chassis angebracht und wir vermuteten, dass deren Masse in Verbindung mit der hohen Montageposition den Schwerpunkt des sehr leichten Fahrzeugs soweit nach oben verschoben hatte und damit keine stabile Kurvenfahrt mehr möglich war. Die zweite Gruppe stellte Berechnungen zur maximal möglichen Kurvengeschwindigkeit an. Nach Messung der Stabilität des Fahrzeugs mit Hilfe eines Tisches als schiefe Ebene war klar: wir bewegten uns in schnellen Kurven an der Stabilitätsgrenze und die hohe Einbauposition der Joulemeter konnte tatsächlich den Ausschlag gegeben haben. An dieser Stelle geht ein großes Dankeschön an das Team GAMF vom KESCKEMET COLLEGE in Ungarn, dessen Fahrzeug wir bzgl. des Kippwinkels ebenfalls vermessen durften, um unsere Berechnungen zu verifizieren – und das mitten in der Nacht.

Sonntag – das große Finale bei strahlendem Sonnenschein

Am Sonntag sollte die Strecke um 12:00 Uhr Mittags das letzte Mal für die Prototypen geöffnet werden. Das Wetter war hervorragend, blauer Himmel und Sonnenschein versprachen einen erfolgreichen Tag für alle Fahrzeuge die mit Solarzellen ausgestattet waren. Da wir bislang noch keinen gültigen Wertungslauf absolvieren konnten, war es essentiell, als eines der ersten Fahrzeuge auf die Strecke zu gehen, um möglichst viele Läufe durchführen zu können. Der Tag begann daher für das Team sehr früh, um 06:20 Uhr morgens konnten wir uns den ersten Platz vor der Pre-Run-Inspection sichern. Bereits zwei Stunden später sollten hier mehr als 50 Teams eine Schlange über das ganze Gelände bilden.

Durch diverse Interviews verging die Wartezeit bis zur Streckenöffnung wie im Flug und wir waren als eines der ersten Fahrzeuge auf der Strecke. Das Smartphone lieferte aber durch ein Software-Problem keine Daten zum Fahrtzustand, daher waren wir gezwungen den 4. Wettbewerbslauf abzubrechen. Wenige Minuten später waren wir wieder bereit für den nächsten 5. Wertungslauf. Nach Beginn des Laufs erzielten wir erstklassige Rundenzeiten und keine Anzeichen von Stabilitätsproblemen in Kurven bekräftigten uns, die Probleme des Vortages beseitigt zu haben. Lisa konnte trotz der vielen Fahrzeuge auf der Strecke eine super Linie fahren.

Doch das Schicksal meinte es nicht gut mit uns: in der achten Runde platzte der Hinterreifen und brachte das Fahrzeug wieder zum überrollen. Glücklicherweise blieb unsere Fahrerin auch diesmal unverletzt. Ein Blick auf die Uhr brachte Dramatik ins Spiel: Die letzten Fahrzeuge würden in 25 Minuten auf die Strecke gelassen und unsere letzte Chance war, bis dahin die komplette Hinterachse auszubauen, um den Reifen wechseln zu können. Unter normalen Umständen dauert dieser Vorgang etwa 45 Minuten.

Das ganze Team arbeitete nun unter höchstem Zeitdruck Hand in Hand. Ersatzreifen und Werkzeug waren schnell vor Ort und so konnten wir als letztes Fahrzeug noch in die Reihung vor dem Start zugelassen werden.

Als eines der letzten Fahrzeuge gingen wir wenig später mit neuem Hinterreifen auf die Strecke. Dies war mit Sicherheit die letzte Chance, auch nur eine Wertung zu erreichen. Wieder zeichneten sich sehr gute Rundenzeiten ab. Das Team hielt unsere Fahrerin Lisa wieder mit Ansagen zum Verkehrsaufkommen vor und nach dem Fahrzeug auf dem Laufenden. Runde um Runde fuhren wir einer Platzierung entgegen. Tatsächlich kam eLi12 plus ganze 30 Sekunden vor dem Zeitlimit ins Ziel und konnte den letzten Wertungslauf erfolgreich abschließen. Nach dem Erscheinen der Meldung über die Gültigkeit des Laufs war auch sofort das Ergebnis des Laufs bekannt: 957,75km/kWh. – Im Vergleich zum Vorjahresergebnis mit 570.1km/kWh eine unglaubliche Leistung, und das mit nur einem Drittel restlicher Leistung durch die Solarzellen.

Die Juroren bestätigen unsere Vermutung: Es ist kein anderes Team unserer Klasse mehr auf der Strecke und – wir konnten es kaum fassen – wir haben in letzter Minute, trotz der vielen Widrigkeiten, den 2. Platz erreicht!

Die Abbildungen rechts und unten mit freundlicher Genehmigung von AP Images for Shell.

An dieser Stelle gilt unser großer Dank unseren Unterstützern und Sponsoren! Sie haben ganz wesentlich dazu beigetragen ein weiteres Mal ein außerordentlich konkurrenzfähiges Fahrzeug zu bauen, das trotz starker Beschädigung eine hervorragende Leistung erzielen konnte. Unsere Hochrechnungen zeigen, dass wir mit unbeschädigten Solarzellen mit großem Abstand den ersten Platz erreicht hätten.

16.05.2013 – Warten auf besseres Wetter

Nachdem der Großteil unseres Teams am Sonntagabend in Rotterdam angekommen ist, wurde die Zeit am Montag genutzt um letzte Verbesserungen vor der Technical Inspection vorzunehmen. Das Fahrwerk wurde zur Reibungsminimierung neu eingestellt, die Aerodynamik der Solarzellen, die hier ihre Wettbewerbspremiere haben, wurde verbessert und die Regelung des Antriebs wurde optimiert.

Solarzellenaero verbessern Ausstiegstest

So stand die eLi12 plus am Dienstag als eines der ersten Fahrzeuge bei der Technical Inspection. Die ersten Prüfungen wurden dann auch mit Bravour gemeistert: Die Bremsen hielten auf der schiefen Ebene souverän, ebenso gut bestand der Sicherheitsgurt die Prüfung. Das sehr gute Gewicht von 26kg im letztem Jahr konnte trotz zusätzlicher Anbauteile gehalten werden. Es gab aber auch Kritikpunkte. Da im letzten Jahr ein Team einen Unfall wegen eines losen Akkus hatte, mussten wir unsere Akkuhalterung etwas überarbeiten und das Layout der Elektronik etwas modifizieren. Daraufhin war die Technische Inspektion bestanden und die eLi12 plus durfte sich am Mittwochmorgen mit 2 Aufklebern schmücken.

Am Nachmittag ging es dann direkt auf die Strecke zum Testen, wo sich sofort ein paar kleine Probleme offenbarten, welche schnell behoben wurden.

Umso wichtiger wäre es heute einen Testlauf zu absolvieren. Allerdings spielt das Wetter nicht mit: es regnet ständig. Zum Glück ist für Freitag besseres Wetter angesagt…

08.05.2013 – Startklar für Rotterdam

Ja, es ist wieder soweit: In der nächsten Woche, genau gesagt am 16.05., beginnen die ersten Wertungsläufe zum Shell eco-Marathon Europe in Rotterdam, für uns der größte und wichtigste Wettbewerb der Saison.

Unser Prototyp eLi12 plus hat, neben vielen kleinen Erneuerungen, eine vollständig erneuerte Elektronik und außerdem Solarzellen erhalten. Um zum Einen die optimale Fahrstrategie zu ermitteln und zum Anderen die Leistung unserer Solarzellen bei den örtlichen Wetterverhältnissen zu ermitteln werden wir bereits am Sonntag vor Ort sein. Dies ermöglicht uns frühzeitig die technische Inspektion zu absolvieren und die ersten Testkilometer abzuspulen.

Umfangreiche Tests haben uns in den letzten Wochen das Potenzial des Fahrzeugs bestätigt und in der Folge ist das gesamte Team in voller Vorfreude auf den bevorstehenden Wettbewerb. Für einen Einblick in unsere Tätigkeiten in den letzten Wochen sind hier einige Fotos zu finden.

Einen kurzen Vorgeschmack auf den Wettbewerb gibt es im untenstehenden Video zu sehen. Wer genau hinsieht, kann unseren Prototypen eLi12 vom letzten Jahr erkennen.

Shell Eco Marathon Europe 2013 – teaser video from Ruben van Esterik on Vimeo.

Abschließend möchte wir uns ausdrücklich bei allen Unterstützern unseres Projektes bedanken. Wir können uns glücklich schätzen, von einer solchen Vielzahl an Firmen, Lehrstühlen und externen Unterstützern in diesem Umfang gefördert zu werden.

Wir freuen uns auf eine schöne und hoffentlich erfolgreiche Woche in Rotterdam!