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MAG|azinSaison 2017/18 | E0711-9

2 Januar/Februar 2018 greenteam MAG 02|2017/18

Großer SaisonrückblickTeil 2: Der E0711-8 im Fokus

Technik FeatureFahrdynamische Regelung bei einem FS Electric Fahrzeug

Editorial| Grußwort Inhalt und Kalender |Editorial

02 03greenteam MAG 02|2017/18

|Liebe Leserinnen und Leser,

Die Designpräsentationen Anfang Dezem-ber und der Designfreeze am 14. Dezem-ber markierten den Schlusspunkt in der Konzeptions- und Konstruktionsphase des neuen Rennfahrzeugs. Ab Mitte Januar be-ginnt dann die Fertigung und der Zusam-menbau des E0711-9 getauften Autos. Passend dazu ist auch das neue Gebäu-de, das in Zukunft sowohl GreenTeam als auch Rennteam beheimaten wird, fertigge-stellt worden und steht zum Einzug bereit. Das Heftcover zeigt zwei Altfahrzeuge der Teams, die probehalber schonmal in den neuen Räumlichkeiten Platz genommen haben.Der Jahreswechsel ist immer auch eine kleine Zäsur. Das gilt insbesondere für die vielen Sponsoren, die uns intensiv unter-stützen. Wir bedanken uns herzlich bei den zahlreichen langfristigen Sponsoren-

|Heftinhalt

partnern, die uns im Jahr 2018 wieder die Treue halten, wie auch bei den neu hin-zugekommenen Sponsoren, Partnern und Unterstützern und freuen uns auf eine er-folgreiche Zusammenarbeit. Das neue Magazin führt den mehrteiligen Saisonrückblick fort. Der zweite Teil kon-zentriert sich auf das Vorjahresfahrzeug E0711-8, seine Stärken und seine Tücken. Darüber hinaus startet eine neue Serie, die die verschiedenen technischen Aspekte eines Formula Student Fahrzeugs beleuch-ten soll.

Abschließend wünschen wir ein gesundes

seit Ende September arbeiten wir mit Hochdruck am neuen Fahrzeug für die kommende Formula Student Saison. Im Januar beginnt die Fertigung des neuentwickelten E0711-9.

und frohes neues Jahr!

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Schnappschuss: Teambuil-ding und Maker Space

Kurzmeldungen: Aktuelle Weltrangliste, Sponsoren, Weihnachtsfeier, ...

Kartfahren: Wer kann auf der Kartstrecke überzeugen?

Designpräsentation: Das Team stellt die Designlö-sungen des E0711-9 vor

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Feature: Fahrdynamische Regelung bei einem FS Elec-tric Fahrzeug

Story: Der große Saison-rückblick. Teil 2: Was steckt hinter dem E0711-8?

Impressum: Rückspiegel/Vorschau

Sponsoren: Die letzte Heft-seite

9Kartfahren

4Teambuilding in Oppenau

|Termine

10.-12.01.2018:

15.01.2018:

22.01.2018:

ZF Teambuilding

Beginn Fertigung

Registration Day für die FS Wettbewerbe

20Saisonrückblick: Teil 2

Schnappschuss| Teambuilding


Teambuilding: Formation zum GruppenfotoZum ersten Teambuilding der Saison 2017/18 reiste das Team für einige Tage nach Oppenau in den Schwarzwald. Das Wetter zeigte sich von seiner besten Seite, so dass die Teammitglieder die Landschaft der Schwarzwaldregion ausgiebig erkunden konnten.

Schnappschuss| Teambuilding


Entspannung in der Oktobersonne Nach der Arbeit ist vor der Arbeit: Aber dazwischen muss auch ein bisschen Raum zur Entspannung und Erholung sein. Insbesondere dann, wenn die letzten Oktobertage ihrem sonnigen Ruf alle Ehre machen.

SaisonplanungFür die Monate zwischen Oktober 2017 und Juli 2018 wer-den die anfallenden Aufgaben der verschiedenen Arbeitspa-kete genau abgesteckt und terminiert.

Maker Space |Schnappschuss

GreenTeam auf Maker SpaceDie Maker Space Ausstellung ist Teil der Modell + Technik Messe im Rahmen des Stuttgarter Messeherbsts. Vom 21. bis zum 24. November präsentierte das GreenTeam am Stand der Universität Stuttgart das Fahrzeug aus der Saison 2015. Insgesamt strömten an den Messe-tagen über 180000 Besucher auf das Gelände.

Kurz und knapp| Meldungen

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Kartfahren | Report

09greenteam MAG 02|2017/18

|Kurzmeldungen

Neue Weltrangliste nach FS Japan

In der neu aktualisierten Weltrangliste der Formula Student Electric vom 24. Dezember 2017 rutscht das GreenTeam auf den zweiten Rang zurück. Neben der Veranstaltung in Japan fließt jetzt auch der letzte europäische Wettbewerb in Barcelona in die Wertung mit ein. Neuer Spitzenreiter ist das Team AMZ Racing der ETH Zürich, das die Rangliste dank des überlegenen Siegs in Spanien mit zehn Punkten Vorsprung anführt. Das GreenTeam bleibt aber in direkter Schlagdistanz zum führenden Team aus der Schweiz. Auf dem dritten Platz folgt dann das Team der University of Pennsylvania, vor dem Karlsruher Institut für Technologie auf Platz vier. Das Massachusetts Institute of Technology rundet die Top 5 ab.

Sponsoren 2018

Wir freuen uns auch für die Saison 2018 zahlreiche Sponsoren und Partner an Bord des GreenTeam willkommen heißen zu dürfen. Als Premiumsponsoren unterstützen uns zum jetzigen Zeitpunkt AMK, Mercedes-Benz, Bosch, FKFS, Mahle, Manz, Prototypenschmiede und die Universität Stuttgart. Die gesamte Sponsorenliste ist auf der Homepage des GreenTeam einzusehen: https://www.greenteam-stuttgart.de/partner/

Neues Gebäude

Pünktlich zum Jahreswechsel sind die Ar-beiten am neuen Gebäude, das in Zukunft sowohl Rennteam als auch GreenTeam beheimaten wird, größtenteils abgeschlos-sen. Der vollständige Umzug erfolgt dann im Verlauf des neuen Jahres. Das Gebäude wird vom FKFS gestellt und ersetzt den al-ten Container, der inzwischen etwas in die Jahre gekommen ist.

Weihnachtsfeier

Gemeinsam mit dem Rennteam feierte das GreenTeam am 15. Dezember in aus-gelassener Atmosphäre die anstehende Weihnachtszeit. Neben aktuellen und ehe-maligen Mitgliedern waren auch Team-mitglieder befreundeter Formula Student Teams eingeladen. Zur Unterhaltung trugen die Weihnachts-videos beider Teams bei, die auf humor-volle Weise auf das vergangene Jahr zu-rückblickten.

|“Own the racetrack?“

Was passiert, wenn Ingenieure und Techniker selbst ins Lenkrad grei-

fen? Wenn sie also – plakativ gesprochen – Autofahren statt Autobauen? Die kom-petitive Ader so einiger Teammitglieder, die sich beim gemeinsamen Kartfahren in Neckartenzlingen um die schnellsten Run-denzeiten duellierten, war jedenfalls deut-lich auszumachen.

Aber das scheint im Motorsport ein ganz normaler Prozess zu sein – man denke nur an verbissene teaminterne Duelle zwischen Senna und Prost oder Rossi und Lorenzo. Klappt das Visier am Helm erst-

mal herunter, zählt nur noch das nächste Überholmanöver, die Verbesserung der Rundenzeit und letztlich der Platz auf dem Podest. 21 Teammitglieder wagten sich in Neck-artenzlingen mit den 6,5 PS Karts auf die wellige und 315 Meter lange Strecke, die acht Links- und sieben Rechtskurven um-fasst – darunter eine ultraschnelle Vollgas-schikane. Zwei Qualifyings bestimmten die Startaufstellung für die beiden Rennen und teilten die 21 Fahrer in zwei Grup-pen. Entscheidend für die Sortierung war die Zeit der schnellsten Runde, weshalb das zweite Grid spaßeshalber zur Hefeweizen-klasse auserkoren wurde. Im Vergleich zu den schnelleren Piloten bot die Hefewei-zenklassen aber den faireren Motorsport:

Das Team traf sich zum Kartfahren in Neckartenzlingen.

©FSG Huebner

Wir gratulieren AMZ Racing zur Spitzenposi-tion und greifen nächste Saison wieder an.

Verbissene Duelle auf der Strecke

Report| Kartfahren


Startaufstellung zum ersten Rennen des Tages. Der Polesitter genießt den Vorteil der Innenbahn bei der Zufahrt zur ersten Kurve.

Saubere Überholmanöver und fein ausge-fochtene Duelle prägten das Rennen. In Grid 1 holten die Piloten dagegen vielfach die Brechstange heraus und fuhren deut-lich aggressiver um die Positionen. Jeder scheinte zeigen zu wollen, dass er sich auf der Rennstrecke zuhause fühlt: „Own the racetrack“ also, wie einst Supersport-ler eines japanischen Fabrikats beworben wurden.

Da die dynamischen Disziplinen eines For-mula Student Wettbewerbs auch vom Ta-lent des Fahrerpools mitbestimmt werden, gilt das Kartfahren ebenso als erste Stand-ortbestimmung bei der Fahrerauswahl. Es ist also keine reine Spaßveranstaltung. Der Gedanke dahinter: Wer schnell und zugleich konstant im Kart unterwegs ist, schafft auch den Umstieg ins Formula Stu-dent Fahrzeug einfacher und kann den Rennwagen eher am Limit bewegen.Klare Favoriten auf die zu vergebenen Plätze im Cockpit konnten sich allerdings noch nicht herauskristallisieren. Weitere Vergleichsfahrten sind aber bereits ge-plant.|

Standortbestimmung für die Fahrerwahl?

Links: Die Sturmhaube sitzt schon: Von außen wird das

Renngeschehen betrachtet und analysiert.

Rechts: Speed! Zufahrt auf Turn 1, eine enge Haarnadel

mit zwei Scheitelpunkten.

Info: Kartfahren• Weitere Bilder vom Kartfahren sind auf der Homepage des GreenTeam zu finden:https://www.greenteam-stuttgart.de/blog/gallery/6593-2/


Inside| Designpräsentation

|Predesign- und Designpräsentationen

Das aktuelle Team präsentiert die erarbeiteten Designlösungen und erhält Rückmeldung von ehemaligen Teammitgliedern und Alumni.

Feedback, Input oder eben Rückmeldung: Ganz unabhängig davon, durch welchen Terminus die Meinungseinholung be-nannt ist, für den Konstruktionsprozess eines neuen Rennwagens ist sie eminent wichtig und entsprechend ein integraler Bestandteil der Designkonzeption. Das gilt im Besonderen, wenn das verantwort-liche Team zu einem Großteil aus neuen Gesichtern besteht und nur wenige Team-mitglieder, die direkt an der Fahrzeugent-wicklung beteiligt sind, Erfahrung aus der Vorsaison mitbringen.Anfang November und Anfang Dezember fanden deshalb zwei Präsentationswo-chenenden statt, im Rahmen derer das neue Team zuerst ein vorläufiges und dann – einen Monat später – das nahezu

finale Design des E0711-9 vorstellen durf-te. Die Ideen und Verbesserungsvorschlä-ge, die das Vorgängerfahrzeug weiter op-timieren sollen, konnten auf diese Weise mit den bereits gemachten Erfahrungen der Vorjahre abgeglichen und ergänzt werden: Stichwort Wissenstransfer. Die ehemaligen Teammitglieder bringen ihre Expertise ein und weisen auf potenti-elle Stolpersteine hin oder stellen eigene Ideen zur Diskussion.

Optimistischer Blick ins neue Jahr

Die Ziele für ein neues Rennfahrzeug sind dabei eigentlich immer die gleichen: Das

Auto soll schneller und zugleich zuverläs-siger als der direkte Vorgänger werden. Es gilt also einerseits Problemstellen aus-zuloten und zu optimieren, andererseits die funktionierenden Teile konsequent weiterzuentwickeln. Ob dieses Unterfan-gen gelingt, zeigt letztlich aber erst der Vergleich mit den konkurrierenden Teams im Wettbewerb. Denn natürlich steht auch bei den anderen Rennteams die Uhr nicht still. Für die Ergebnisse auf den Wettbe-werben ist also das relative Entwicklungs-tempo im Vergleich zur Konkurrenz mit-entscheidend.Teamleiter Matthias Bildersheim sieht das Fahrzeug nach den Präsentationen auf einem guten Weg und blickt optimistisch ins neue Jahr: „Wir haben gutes Feedback bekommen und können jetzt positiv in Richtung Fertigung schauen.“Aus Sicht der Alumi zieht auch Pavel Po-volni ein positives Fazit: „Ihr seid auf einem sehr guten Weg in Richtung Hockenheim, mit vielen Teammitgliedern, die echt ihr Herzblut fürs Team aufopfern.“| Oben und unten: Besprechung in den

kurzen Pausen zwischen den Präsentationen.


Feature| Fahrdynamische Regelung

Fahrdynamische Regelung|Technik Feature:

Die neue Serie „Technik Feature“ soll in den kommenden Ausgaben jeweils einen technischen Strang innerhalb des GreenTeam näher beleuchten. Der erste Teil der Serie widmet sich der fahrdyna-mischen Regelung, die im GreenTeam die Arbeitspakete Hardware, Sensorfusion, Traktionskontrolle, Torque Vectoring und Leistungsbe-grenzung umfasst.

Genau genommen hat ein Rennfahr-zeug nur eine einzige Aufgabe: Es soll

die vorgegebene Renndistanz möglichst schnell absolvieren. Entscheidend für die optimale Rundenzeit ist aber nicht nur die rein theoretische Performance, son-dern auch der Grenzbereich, in dem der Fahrer das Potential des Fahrzeugs abru-fen kann. Fahrbarkeit ist hierbei die ent-scheidende Komponente. Mit Umstieg auf 990ccm Viertakt Motorräder hatten die Bi-kes der MotoGP Klasse Anfang der 2000er Jahre auf einen Schlag so viel Leistung zur Verfügung, dass die Abgabe der Leistung

über ein lineares Drehzahlband und de-ren elektronische Regelung entscheidend für die Performance auf der Strecke wa-ren. Die Techniker verzichten zugunsten der Fahrbarkeit darauf, die letzten PS aus den Motoren zu kitzeln, um eine zu spit-ze Leistungsentfaltung zu verhindern. Oder sie versuchten die Fahrbarkeit der Motorräder mit Hilfe von elektronischen Fahrhilfen, etwa Traktionskontrollen zu garantieren. Heutzutage sind diese mit Schräglagensensoren und GPS sogar für jede Kurve separat einstellbar. Dieses Prinzip ist grundsätzlich auch für Formu-

la Student Teams gültig. Potentieller Speed und Fahrbarkeit des Fahrzeugs sollten größtmöglich überlappen, um einerseits schnelle, zugleich aber auch konstante Rundenzeiten zu erlauben. Geschwindig-keit, Fahrbarkeit und Berechenbarkeit des Fahrzeugs stehen also in einem Kompro-missverhältnis, das es bestmöglich auf-zulösen gilt. Der Fahrer soll ein Auto zur Verfügung haben, zu dem er Vertrauen aufbauen und das er bis an sein persön-liches Limit ausreizen kann.

Modellbildung als Ausgangspunkt

Der Allradantrieb mit vier Elektromotoren und die vorgeschriebene Maximalleistung von 80 kW, die im Wettbewerb nicht über-schritten werden darf, sind zusätzliche Herausforderungen, die die Fahrdynami-kregelung eines Formula Student Electric Teams betreffen. Sie hat also ganz ent-scheidenden Einfluss auf die Performance eines Formula Student Rennwagens.Ganz grundsätzlich steht die Fahr-dynamikregelung vor drei hintereinander gelagerten Aufgaben: Modellbildung, Reg-lerentwurf und Applikation. Am Anfang steht die Modellbildung, auf Basis derer dann ein Reglerentwurf erstellt werden kann.Ziel der Modellbildung ist es, ausgehend von aufgezeichneten Messdaten und Er-fahrungswerten ein möglichst akkurates Fahrzeugmodell zu erarbeiten. Die Ge-nauigkeit der Modelle sei eine der größten Herausforderung, da sie mitentscheidend

Visualisierung einer Reglerschleife: Von der Wunsch-Größe zur Ist-Größe und zurück.

für die Leistungsfähigkeit des anschlie-ßenden Reglerentwurfs sind, erklärt Pa-trick Schwarz, Strangleiter der Fahrdyna-mik. Denn mit zunehmender Genauigkeit des Fahrzeugmodells steigt gleichzeitig auch dessen Komplexität. Hierbei können auch Methoden der Mehrkörpersysteme Anwendung finden, deren Ursprünge in der Roboterbeschreibung liegen. Das Fahrzeugmodell gleiche dann – verein-facht gesprochen – nicht mehr einem über Gleichungen beschriebenen ‚Klotz‘ mit bestimmten Fahrgesetzen, sondern setze sich stattdessen aus verschiedenen Kör-pern zusammen, die in Abhängigkeitsver-hältnissen stehen, wie Patrick Schwarz er-läutert.

Das erarbeitete Fahrzeugmodell wird an-schließend über sogenannte Open-Loop- und Closed-Loop-Verfahren getestet, beziehungsweise simuliert. Eine Open-Loop-Simulation nutzt gewisse Impulse, etwa einen bestimmten Lenkwinkel, um anhand dieser Werte das Fahrzeugmodell zu prüfen. Closed-Loop-Verfahren beziehen dagegen den Fahrereinfluss als Regler mit ein. Hier-bei betrachtet man die Fahrereingaben, die benötigt werden, um ein vorgegebenes Streckenprofil zu absolvieren. Das kann einerseits auf der Teststrecke mit Test-fahrzeug und Testfahrer geschehen, ande-rerseits aber auch in einer Simulation mit dem Fahrzeugmodell realisiert werden.

Validierung des Modells durch Simulationen/Tests

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Auf Basis des validierten Fahrzeugmodells kann das Team dann einen ersten Regler-entwurf erarbeiten. Der Term Regleren-twurf sei allerdings etwas irreführend, wie Patrick Schwarz konstatiert. Schließ-lich umfasse die Fahrdynamik nicht nur Regler, sondern auch Vorsteuerungs- und Steuerungsanteile. „Die meiste Arbeit fließt zu Beginn in Grundsätzliches, um das System erstmal lauffähig zu machen. Man hangelt sich ins Komplexere“, meint Schwarz. „Die Performance wird erst am Ende herausgeholt.“Ganz entscheidend für die Performance ist die Applikation. Zusammen mit den Fahr-ern erarbeitet man schließlich in unzähli-gen Testeinheiten die beste Einstellung für die Parameter, so dass Speed und Fahrbar-keit im bestmöglichen Kompromissver-hältnis stehen. Dazu zieht man einerseits objektive Messdaten wie Rundenzeiten oder Kurvengeschwindigkeiten heran,

andererseits ist der Input des Fahrers, also der „Popometer“ extrem wichtig. Nur wenn der Fahrer sich im Auto wohlfühlt, kann er das Maximum seiner Leistungsfä-higkeit abrufen.

Das verwendete Hauptsteuergerät, das über Analog- und Digitalinputs die Hard-ware des Rennfahrzeugs ansteuert, stammt von Speedgoat (RealtimeTesting) und ist mit eigenem Prozessor und Betriebssy-stem ausgestattet. Mittels Codegenera-tor wird das Modell auf das Steuergerät geflasht. Im Code sind Parameter imple-mentiert, mit denen das Fahrverhalten unmittelbar an der Teststrecke angepasst werden kann. „Auf diese Weise lässt sich beispielsweise die vorne-hinten-Balance einstellen“, erläutert Christian Witte, der für das Hauptsteuergerät zuständig ist.

EtherCAT verbindet das Steuergerät mit dem Inverter. Der so angesteuerte Inver-ter regelt dann die Elektromotoren.Die Kommunikation der Steuergeräte er-folgt über Controller Area Network (CAN). Darüber kann das Steuergerät alle Signale, die das Fahrzeug betreffen – etwa Senso-riksignale oder Zustandssignale – bezie-hen.

1. Traktionskontrolle

Fahrbarkeit und Performance des Autos können, wie bereits angedeutet, von ei-ner fahrdynamischen Regelung massiv profitieren. „Mit Fahrer kommen wir auf ein Systemgewicht von knapp über 200 Kilogramm. Gleichzeitig dürfen wir 80 Ki-lowatt abrufen“, meint Patrick Schwarz. „Wir haben also so viel Leistung zur Verfü-gung, dass der Fahrer das Auto ohne Trak-tionskontrolle nur schwer kontrollieren kann.“ Die Traktionskontrolle ist eine Art Motor-

sport ASR. Sie regelt den Längsschlupf von jedem einzelnen Rad. Um eine optimale Kraftübertragung zu garantieren, soll die Traktionskontrolle verhindern, dass Rä-der beim Beschleunigen durchdrehen. Ein analoges System sorgt beim elektrischen Bremsen mittels Rekuperation dafür, dass die Räder nicht blockieren. Die Traktions-kontrolle ist also beides: Einerseits fungiert sie als Fahrhilfe, andererseits versucht sie die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs zu optimieren.

2. Leistungsbegrenzung

Formula Student Electric Fahrzeuge sind per Reglement auf eine Leistung von maximal 80 Kilowatt beschränkt. Durch die vier Einzelradmotoren ergeben sich jedoch mehr Freiheitsgrade für die Mo-tormomentverteilung, als über den Fahrerwunsch repräsentierbar wären. Dementsprechend sind verschiedenste Kombinationen an stellbaren Drehmo-menten möglich. Der Leistungsverbrauch ist allerdings in vielen Situationen nicht vorhersehbar, da


Hardware/Toolchain

Funktionen am Fahrzeug

Workflow in Simulink: Modell, Blockset, C-Code.

Anbremsen einer Rechtskurve: Aus Fahrerinput und Sensordaten wird die opti-male Motormomentverteilung ermittelt und an die vier Räder weitergegeben.


er von Faktoren wie Temperatur, Drehzahl oder angefragten Drehmomenten abhän-gig ist. Die nachträgliche Regelung über die Leistungsbegrenzung versucht die ma-ximale Leistung von 80 Kilowatt abzuru-fen, ohne sie zu überschreiten. Ziel ist es also, die Leistung in unklaren Situationen möglichst minimal herunter zu regeln. Gleiches gilt auch für die Leistungsaufnah-me. Denn auch der maximale Ladestrom, der durch die Batteriezellen vorgegeben ist, darf nicht überschritten werden.

3. Torque Vectoring

Neben Traktionskontrolle und Leistungs-begrenzung ist es vor allem das sogenann-te Torque Vectoring, das einen großen Einfluss auf das Vermögen des Fahrzeugs hat. Auf Basis der Fahrereingaben und des aktuellen Fahrzustands gibt der Reg-ler vier Motormomente für die vier ange-triebenen Räder aus. Sensordaten wie die aktuelle Geschwindigkeit, der Schwimm-winkel, der Lenkwinkel oder die Pedalstel-

lung übersetzt das Torque Vectoring in die potentiell beste Momentverteilung für die bevorstehende Fahrsituation. Sowohl die Längs- als auch die Querdynamik das Fahr-zeugs ist dabei beeinflussbar. Ziel des Tor-que Vectoring ist es, ein relativ neutrales und berechenbares Fahrzeug auf die Rä-der zu stellen, so dass der Fahrer sich auf das Verhalten einstellen kann. Übermäßi-ges Unter- oder Übersteuern versucht man zu vermeiden. Das optimale Setup heraus zu fahren, erfordert jedoch ein intensives

und zeitaufwendiges Testprogramm, zu-mal verschiedene Fahrer mit denselben Einstellungen zurechtkommen müssen.

4. Sensorfusion und Reibwertschätzer Letztlich sei aber auch der tollste Regler der Welt abhängig von genauen Mess-daten, mahnt Patrick Schwarz an. Die Radlasten und die aktuellen Reibwer-te der Reifen lassen sich jedoch nicht di-rekt über Sensoren messen und über die Telemetrie ausgeben. Mit Hilfe der Sen-sorfusion und der Reibwertschätzung versucht man diese Problemstellung zu umgehen. Die Sensorfusion versucht, die Radlast über die Beschleunigung und die Fahrwerksgeometrie zu schätzen. Der Reibwertschätzer soll die Messdaten aus der Telemetrie nutzen, daraus die ak-tuellen Umweltbedingungen schätzen und auf dieser Basis die Regler justieren. Zentral für die fahrdynamische Regelung, so erläutert Patrick Schwarz abschlie-ßend, sei das genaue Zusammenspiel der einzelnen Elemente und Funktionen, die immer auch als komplexes Gesamtpro-dukt betrachtet werden müssen. „Die Ver-bindungsstellen sind enorm wichtig, um das meiste aus der Fahrdynamik herauszu holen.“ |

Tägliche Praxis: Arbeit mit Simulink.

Funktionsfluss: Die Hauptfunktionen Vorsteuerung, Control Allocation (beide Teil des Torque Vecotring), Traction Control und Power Limitation (Leistungsbegrenzung) sind hintereinander geschaltet.



Teil 2: Der E0711-8 und seine Evolution

Story| Saisonrückblick Teil 2

20

|Der große Saisonrückblick



Ein wichtiges Kriterium für eine erfolg-reiche Formula Student Saison ist die Zu-verlässigkeit des Rennfahrzeugs. Denn der Endurance, ein 22 Kilometer langer Dauerlauf mit Fahrerwechsel, ist die mit Abstand wichtigste Teildisziplin nach Punkten. Zusammen mit der Efficiency-Wertung, die an den Endurance gekoppelt ist, sind 425 der insgesamt 1000 Punkte an die Ausdauerprüfung gebunden. Ein Ausfall ist entsprechend schmerzhaft und vereitelt fast immer eine Topplatzierung. Die Zuverlässigkeit des E0711-8 im ent-scheidenden Moment – bei allen vier En-durance-Läufen sah das Auto die schwarz-weiß-karierte Flagge – war die Basis für die vielen Erfolge im Jahr 2017.Bis dahin, bis der E0711-8 also zum schnel-len und zuverlässigen Zeitenjäger avan-cierte, galt es viele kleinere und größere Problemstellen auszuloten und zu lösen. Schon in der Konzeptionsphase sorgte eine relativ kurzfristiger Vorstoß der Formula

Student Germany für Unruhe. In den Jah-ren zuvor war das Regelwerk der Formu-la SAE (USA) zugleich auch die Grundlage für alle offiziellen Events, die in Europa ausgetragen wurden. Die Formula Stu-dent Germany in Hockenheim war das einzige Event, das die Regeln über ein Zu-satzdokument leicht abänderte, vielfach insbesondere mit Blick auf sicherheitsre-levante Aspekte.

Im Oktober 2016 kündigte die Formula Student Germany jedoch ein komplett ei-genes Regelwerk an, das in seiner ersten Fassung starke Änderungen im Aerody-namikbauraum aufwies, die im Nachhi-nein – auch aufgrund des Feedbacks der Teams – wieder entschärft wurden. Übrig blieben letztlich vor allem Detailverän-derungen, so wurde beispielsweise mehr Wert auf sichere elektrische Systeme ge-legt.

Ein Rückblick. Teil 2: Der E0711-8 – seine Stärken, seine Schwächen.

Diese Regeländerungen mussten natürlich einerseits bei der Konzeption des neuen Autos beachtet werden, sie führten aber andererseits auch dazu, dass lange Zeit unklar war, bei welchem Event welches der beiden Regelwerke Anwendung fin-den würde. Und anders als in den Vorjah-ren wäre das Umrüsten von FSG auf FSAE

Die Evolution vom E0711-7 hin zum E0711-8

Spezifikation mit deutlichem Aufwand verbunden gewesen.

Der E0711-7 war das erste Fahrzeug im Feld der Formula Student Electric, das auf einen komplett ölgekühlten Akkumulator-kreislauf vertraute. Die Ölkühlung zeigte im Verlauf der Saison 2016 bereits ihr großes Potential, hatte aber noch Optimie-rungsbedarf. Ein Manko war der zu große Ölbedarf, den das Team für den E0711-8 merklich senken konnte. „Wir nutzen den Akkucontainer zugleich als Ölcontainer und fluten ihn komplett mit Öl. Auf diese Weise kühlen wir Cell Tabs und Pouch Bag zugleich“, erklärt Max Partenfelder. Diese Lösung – eine konsequente Evolution aus dem Vorjahr – erlaube es auch, die Zel-len vorzubehandeln und den Endurance mit geringeren internen Widerständen zu starten. War der Akku beim E0711-7 noch zweigeteilt und in die beiden Seitenkästen integriert, kehrte das Team zur Saison 2017 zurück zu einem einzelnen Akku, der hinter dem Fahrer sitzt. Ziel dieser Design-änderung war es, das Trägheitsmoment zu senken, ein insgesamt kompakteres Package zu ermöglichen und zugleich das

E0711-8 (hinten) und E0711-7000 (vorne) gemeinsam auf der Teststrecke.

Max Partenfelder erläutert bei der FSG Academy in Herzogenaurach das Erfolgskonzept hinter dem E0711-8.

FS Germany mit eigenem Regelwerk

©FSG Mazur



Gewicht zu reduzieren. Letzteres, also die Gewichtsreduktion, war auch auf das ge-samte Fahrzeug gemünzt eines der großen Ziele für den E0711-8. Denn hier ließ der Vorgänger mit 192 Kilogramm noch Luft nach oben/unten. Letztlich konnte das Team ganze 20 Kilogramm an Gewicht ein-sparen, einer der Erfolgsfaktoren, wie der damalige E-Leiter Philipp Mayer betont.

Der zusammengeführte Akku im Heck des Fahrzeugs erforderte gleichfalls ein

neues Monocoque. Die freigewordenen Seitenflächen konnten im Vergleich zum Vorgänger deutlich kompakter gestaltet werden. Zugleich hatte die Aeorodynami-kabteilung größeren Spielraum, um auch hier Anpressdruck zu generieren.Eine weitere Neuerung am Auto betrifft das Aufhängungssystem, das jetzt zwei separat arbeitende Federn nutzt. Die Bewegungen heave und pitch (Heben und Nicken) einerseits, sowie roll und warp (Wanken und Torsion) andererseits sind dadurch vollständig voneinander entkoppelt. „Damit haben wir eine größere Freiheit bei der Erstellung des mechanischen Setups“, benennt Max Partenfelder einen der

Vorteile. Zudem kann bei dieser Lösung auf einen separaten Stabilisator verzichtet werden.Insgesamt sei der E0711-8 als gelungene Evolution des Vorgängers zu bewerten, erklärt Philipp Mayer. „Es gab nichts Kon-zeptentscheidendes, das wir nicht um-setzen konnten. Das lag auch daran, dass wir viele gut funktionierende Teile vom alten Fahrzeug übernehmen konnten.“ Dank unzähliger Testkilometer konnte das Team auch die anfänglichen Zuverlässig-keitsprobleme aussortieren. Obwohl die Tests nicht nach Plan verliefen, spulte der E0711-8 bis zum ersten Wettbewerb 600 Kilometer ab. Die harte Testarbeit sollte sich letztlich mehr als auszahlen.|

Neues Monocoque,neue Möglichkeiten

Ein Erfolgsgeheimnis ist der detaillierte Zeitplan.

E0711-8 (oben) und E0711-7 (unten) im Vergleich: Deutlich zu erkennen sind die Unter-schiede bei den Seitenkästen und der längere Hinterwagen des E0711-8.

©FSG Etzold

Technische Daten:Leistung: 4 x 34,5 kW @ 11200 rpm @ 500 V Gewicht: 172 kgKapazität: 6,8 kWhHöchstgeschwindigkeit: 123 km/hBeschleunigung von 0 auf 100 km/h : < 2,0 s

|Übersicht E0711-8:

Highlights:Aerodynamik Paket mit DRS Live Telemetrie und eigenes DatenloggingÖlgekühlter Akkukreislauf Torque-VectoringAllradantrieb mit 1520 Nm Gesamtmoment

Rückspiegel/Vorschau | Impressum

GreenTeam Uni Stuttgart e.V.www.greenteam-stuttgart.dePfaffenwaldring 12 D-70569 Stuttgart+49 711 685 65759 [email protected]

Layout:Benjamin KrautterRedaktion:Benjamin KrautterBilder:Formula Student Germany Media Team, Universität Stuttgart, GreenTeam (Tobias Zimmermann, Shudi Cen, Fabian Zeil, Matthias Bildersheim, Benjamin Krautter)

Nächste Ausgabe:

03 | 2017/18 kommt am 05. März 2018 Inhalt u.a.: Saisonrückblick Teil 3, Bericht zum neuen Gebäude

Vor 3 Jahren:

Im Dezember 2014 wurde der Förderverein GreenTeam Uni Stuttgart gegründet. Seit 2015 hat jeder, ganz egal ob Alumni, Unterstützer oder Fan, die Möglichkeit dem Förderverein beizutreten.

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