Forschung & Entwicklung im ersten E-Rennwagen der Hansestadt
Studenten der TU Hamburg bauen Elektroauto
An der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) konstruieren und bauen 50 Studenten und Studentinnen einen Rennwagen mit Elektroantrieb. Die angehenden Ingenieure und Ingenieurinnen werden in großem Umfang von Wissenschaftlern des neuen TUHH-Kompetenzfeldes Green Technologies unterstützt.
Außerdem fördern mehr als 50 Unternehmen mit Sponsoring, Fahrzeugteilen und Know-how in starkem Maße das zukunftsweisende studentische Projekt, allen voran NXP, Hauptsponsor von »e-gnition Hamburg«.
Im Mai 2011 beschlossen 50 Studierende auf Anregung von Nachwuchswissenschaftlern des Instituts für Lasertechnik den Bau eines Rennwagens mit elektrischem Antrieb. Seitdem arbeiten sie unter dem Namen »e-gnition Hamburg« in sechs Teams – Fahrwerk, Elektronik, Fahrkörper, sowie Marketing, Finanzen, Organisation – an diesem Projekt.
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.
Die Antriebswelle zwischen Motor und Rad wird nicht wie herkömmlich aus Stahl, sondern aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt. Diese sind viel leichter als Stahl und dennoch stabiler. Im Test sind ein glasfaserverstärkter Kunststoff mit einem Anteil an Kohlenstoffnanoröhren in der Kunststoffmatrix sowie ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff. 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 damit messtechnische Funktionen übernehmen, beispielsweise Belastungsdaten direkt von der Antriebswelle an die Fahrzeugsteuerung senden.
Der Faserverbundwerkstoff mit Kohlenstoffnanoröhren ist wegen seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit ein zukunftsweisender Werkstoff, an dem an der TUHH grundlegend geforscht wird. Auch Faserverbundwerkstoffe sind Gegenstand der Wissenschaft an Hamburgs technischer Universität, die für das vergleichsweise teure Material industrielle Herstellungsmethoden entwickelt. Ausdruck der hohen Expertise der TUHH ist die bevorstehende Inbetriebnahme einer Großversuchsanlage, in der erstmals große Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen auf ihre Belastbarkeit getestet werden können.
Das Chassis des E-Rennwagens besteht aus einem Gitterrohrrahmen aus Stahl. Darin werden die Radaufhängungspunkte integriert, um Platz und Gewicht zu sparen. An strategischen Stellen wie dem Unterbodenschutz erhöht ein Faserverbundwerkstoff die hohe Festigkeit des Stahls – ohne stark ins Gewicht zu fallen. Eine Crash-Box aus Aluminiumschaum schützt den Fahrer bei einem Aufprall. Und in einem aus brandhemmendem Plexiglas bestehenden Kasten lagern die schwer löschbaren Lithium-Ionen-Batterien. Jedes Hinterrad hat einen eigenen Motor und wird einzeln angesteuert. Diese Besonderheit soll die Fahrdynamik und Wendigkeit erhöhen. Der große Test für das e-gnition-Team wird vielleicht schon im August stattfinden beim Formula Student Electric -Rennen auf dem Hockenheimring.
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