Elefant Racing – mit Höchstleistungen auf der Rennstrecke performen

Von Elefant Racing e.V. berichten Sebastian Sartor (COO Driverless), Luca Eisentraut (Chief Operating Officer) und Tim Ehrhart (Kassier):

Auch 2021 bestimmt das Coronavirus weiterhin unser Zusammenleben. Nachdem es im Dezember 2020 erneut hieß „Lockdown – alle zu Hause bleiben“ waren wir im ständigen Kontakt mit der Universitätsleitung, um die Arbeit an unserem FR20 Ragnarök zu ermöglichen. Mitte Januar durften wir unter Einhaltung der geltenden Praktikaregeln weiter in der Halle arbeiten. Zunächst standen die jährlichen Registrierungsquizze für die einzelnen Events an. Dieses Jahr war es besonders schwer, da die freien Slots bei allen Events durch die Pandemie und die damit einhergehenden Hygienekonzepte deutlich reduziert wurden. Wir haben uns dazu entschieden, in der Schweiz, in Deutschland und in Ungarn zu fahren und hoffen natürlich, dass sich die Infektionszahlen so weit beruhigen, dass wir in Ungarn unser Driverless-Debüt feiern können.

Driverless

Die Möglichkeit, vollständig autonom zu fahren, ist eine der großen Neuerungen an unserem FR20. Hierzu wird das Fahrzeug mit verschiedenen Sensoren (3x monoculare Kameras, 1x Stereokamera, Dual-Antenna-global navigation satellite system (GNSS) mit integrierter Inertial Measurement Unit (IMU), Optischer Geschwindigkeitssensor), einer leistungsstarken Recheneinheit, Aktuatoren (Notbremssystem, elektrische Lenkung) und einem umfangreichen Softwarestack ausgestattet.

Für einen effektiven und effizienten Entwicklungsprozess sprechen wir alle zwei Wochen mit Experten von ZF Friedrichshafen und der University of Pennsylvania (Penn Electric Racing). Fabian Lüthgens, Mitglied des Driverless Sub-Teams, sagt: „Die Möglichkeit, als 'kleines' Bayreuth jedes Jahr mit den großen Teams aus München, Zürich oder Boston konkurrieren zu können, ist natürlich etwas ganz Besonderes und nicht selbstverständlich. Ohne die Kooperation mit unseren Sponsoren wäre das nicht möglich. Daher sind wir auch sehr froh darüber, mit Hexagon NovAtel und Leica Geosystems zusammenzuarbeiten und gemeinsam in die Zukunft unseres Rennsports zu starten.“

Vehicle Dynamics

Nachdem Fahrwerk, Lenkung, Bremssystem und Pedalerie schon am Auto verbaut sind, haben wir die letzten Baugruppen für den Anbau an das Auto vorbereitet. Mit dem Eintreffen der Radeinheit kann diese nun zeitnah angebaut werden. Damit sollte der FR20 schon bald auf eigenen Rädern stehen.

Mechanics

Im Bereich Mechanics sind für uns viele formelle Nachweise angefallen. Um an den Wettbewerben teilnehmen zu dürfen, müssen sämtliche Fahrzeugdokumente an die Veranstalter abgegeben werden. Dadurch können diese abschätzen, ob Regelverstöße begangen wurden und ob eventuell sicherheitstechnische Mängel vorliegen. Das wichtigste Dokument für den Nachweis der Sicherheit des Rennwagens ist das Structural Equivalency Spreadsheet (SES). In diesem werden die Auslegung und die Dimensionen der mechanischen Fahrzeugkomponenten ausführlich erläutert. Außerdem werden sämtliche Maße, Versuchsauswertungen und Berechnungen der Bauteile dokumentiert.

Neben der SES wurden im März 2021 die IAD (Impact Attenuator Data) und die SE3D abgegeben. In der IAD wird speziell auf das Crashelement, das den vordersten Teil des Fahrzeugs darstellt, eingegangen. Dieses muss im Falle eines frontalen Aufpralls eine gewisse Energie absorbieren und dadurch den Fahrer schützen. Die SE3D ist ein 3D-Modell, bestehend aus Chassis, Akkukasten und den beiden Überrollbügeln, die Mainhoop und Fronthoop.

Ebenfalls wurde die Kopfstütze, die aus einer CFK-Platte und einem Kissen besteht, gefertigt und an den Mainhoop angebracht. Des Weiteren wurde der exakte Verlauf der Kühlungsschläuche festgelegt. Um den Fahrer zu schützen, müssen sich zwischen ihm und allen Komponenten des Tractive Systems Firewalls befinden. Zum Tractive System gehören die Motoren, der Akku und die Inverter. Diese Firewalls bestehen aus 0,5 mm dicken Aluminium und einer speziellen flammenfesten Beschichtung, welche passgenau ein- und ausbaubar sein müssen. 

Electric

Einen sehr großen Verantwortungsbereich trägt unser Electrics-Team. Die Baugruppen wie Akku, Motor, Computersystem und Power Steering für Driverless stehen im Fokus der einzelnen Events. Der Akku ist fertig, die Kabelbäume sind verlegt und alle Platinen getestet, ins Auto eingebaut und einsatzbereit. Es folgt noch die Inbetriebnahme des High-Voltage-Systems und der Abschluss der Motorenfertigung. Parallel wurde die ESF (Electrical Safety Form) abgegeben, indem wir unsere ganzen Implementationen der Sicherheitskomponenten detailliert darstellen. Als letztes stehen die für alle Wettbewerbe wichtigen Vorbereitungen der statischen Disziplinen an, Costreport und Designjudging.

Aerodynamics

Das neu entworfene Aero ist die wohl auffälligste Veränderung zum Vorjahr. Nachdem wir unser Aeropaket regelkonform umgesetzt und durchsimuliert hatten, ging es für uns in die Fertigung. Unsere Toolings sind dabei entweder aus Rohacell gefertigt oder kommen direkt aus unserem 3D-Drucker. Anschließend folieren wir dann die fertigen Carbonteile. Dementsprechend sind schon Diffusor, Heckflügel und ein Großteil der Sidepods fertig. Auffällig ist, dass das Aeropaket ein deutlicher Mehraufwand ist, was sich aber natürlich in einem um 119 % gesteigerten Anpressdruck widerspiegelt.

Ausblick

Mit Blick auf die nächsten Wochen freuen wir uns, den FR20 Ragnarök fertigzustellen und mit dem Testen beginnen zu können. Wir sind zuversichtlich, dass unser FR20 Ende Mai 2021 beim ZF Race Camp das erste Mal sein Können unter Beweis stellen wird!