MurphE

Das Hauptmerkmal der Elektronik von Murph-E ist die erheblich verringerte Empfindlichkeit gegenüber Störungen. Dies wurde durch das Smart Sensor Konzept, welches die Umwandlung der Sensorsignale in das CAN Protokoll beinhaltet, und durch ein EMV Gehäusekonzept umgesetzt. Dazu haben wir 4 solcher Smart Sensor Platinen, die an den jeweiligen Knotenpunkten im Fahrzeug (an der Pedalerie, an der Kühlung, am Motor) die naheliegenden Sensoren versorgen und auswerten, platziert. Der Empfänger der Daten ist, wie auch schon im letzten Jahr, ein sbRIO von National Instruments. Das Board ist in einer Aluminium Box untergebracht, welches durch entsprechende Dichtungen und Stecker unempfindlich auf äußere elektromagnetische Einflüsse reagiert. Um schnell an die entsprechenden Daten zu kommen, haben wir dieses Jahr Anschlüsse in die Firewall platziert, worüber die Control Unit, das BMS und das sbRIO angesprochen und der CAN ausgelesen werden können. Damit auch der Fahrer die Daten ohne Umwege erhalten kann, wurde in das Lenkrad ein Display integriert, welches auf der Basis der Smart Sensor Platinen aufgebaut wurde. Über 3 Drehregler können bestimmte Parameter der Fahrdynamikregelung gezielt beeinflusst werden, um das Fahrzeug an die gegebenen Bedingungen anzupassen.

Auch dieses Jahr wurden wichtige Kenngrößen des Antriebssystems anhand unserer Energetischen Längsdynamiksimulation ermittelt. Zusätzlich wurden Erfahrungen aus der ersten Elektro-Saison genutzt und sind stark in die Entwicklung eingeflossen. Die Motor/ Inverter Einheit sind von einem Hersteller, was die Applikationszeit auf ein Minimum reduziert und die Fehlersuche im Antriebsstrang sehr vereinfacht. Auf Basis des letztjährigen Batterie Management Systems, wurde dieses auch dieses Jahr weiterentwickelt um die Zellen optimal vor unzulässigen Betriebszuständen zu schützen. In der Batterie kommen Lithium Polymer Pouch Zellen zum Einsatz, die in unseren Lastanforderungen optimal ausgenutzt werden können.

Technische Daten zum Antrieb:

(1) Motor

• Siemens 1FE1064-6WN11-1BA2
• Wassergekühlte Permanenterregte Radialfluß Synchronmaschine
• Maximalmoment: 105Nm
• Maximaldrehzahl: 8000 U/min
• Maximale Leistung: ~36kW

(2) Inverter

• Siemens 6SL3126-1TE28-5AA3
• Selbstentwickelte Wasserkühlung
• Maximaler Ausgangsstrom: 141 A

(3) Traktions Batterie

• 330 Lithium Polymer Zellen
• Verschaltung: 108s3p
• Maximale Spannung: 450V
• spezifische Energie: 5,2kWh
• Selbstentwickeltes Batterie Management System
• DC/DC Konverter zur Versorgung des Low-Voltage Systems
• Selbstentwickelte Wartungsstecker zur schnellen Freischaltung der Batterie bei Wartungsarbeiten

Der mechanische Antriebsstrang besteht aus der Antriebseinheit, welche Motoren und Getriebe enthält, den Antriebswellen und Gelenken sowie der Kühlung für Motoren und Wechselrichter. Die Komponenten wurden basierend auf der Längsdynamik-Simulation ausgelegt und ausgewählt.

Antriebseinheit:

• Modularisiertes Gehäuse für Motoren und Getriebe aus Aluminium
• Alleinstehende Baugruppe für einfachen Zusammenbau außerhalb des Fahrzeugs, für Baugruppentests und für schnelle Wartung
• Motoren im Heck quer eingebaut

Getriebe:

• Ein Getriebe pro Motor
• Übersetzung: 1:4,63
• Zahnrad in Hybridbauweise: Zahnkranz und Tripoden-Einsatz aus Stahl, Adapter aus Aluminium

Antriebswellen:

• Stahl-Antriebswellen
• Tripode-Gelenke

Kühlung:

• Kreislauf mit zwei Kühlern und Pumpen

Bei Murph-E wurde die bestehende Kinematik der Einzelradaufhängung durch Doppelquerlenker von Areus an das neue Monocoque angepasst. Sie sorgt unter Anderem für die richtige Sturzzunahme bei Einfederung, um das Maximum unserer Reifen herauszuholen.
Durch gezielte Optimierung bestimmter Bauteile, wie z.B. den Radträgern und den Y-Inserts der Querlenker konnten wir das Fahrzeuggewicht senken. Dank der Neupositionierung des Lenkgetriebes, welches nun unter dem Monocoque liegt, und den Formula-Student-Dämpfern an der Seite des Fahrzeugs konnten wir den Schwerpunkt um ca. 25mm senken und so für eine verbesserte Querdynamik sorgen.
Weitere wichtige Merkmale unseres Fahrwerks können Sie der nachfolgenden Liste entnehmen.

• Radialreifen von Continental auf BBS Felgen mit Zentralverschluss
• topologieoptimierter, gefräster Radträger aus Aluminium
• Bremsanlage mit selbst gefertigten Stahl-Bremsscheiben in Kombination mit 4- bzw. 2-Kolben-Festsätteln von Wilwood
• Doppelquerlenker aus CFK-Rohren mit eingeklebten Aluminium-Inserts
• Gefräste Fahrwerkskonsolen aus hochfestem Aluminium
• Progressives Lenkgetriebe von PSS
• Spezielle Formula-Student-Dämpfer von ZF Sachs mit H&R Rennsportfedern
• Einstellbare Rohr-Stabilisatoren an Vorder- und Hinterachse

Im zweiten Jahr mit Elektromotor wird besonderer Wert auf die Weiterentwicklung und Optimierung des Formula Student Boliden gelegt. Ziel ist es, unser Fahrzeug an die kleineren Antriebskomponenten anzupassen und insgesamt leichter zu gestalten. Basierend auf den Grundlagen des Rennsports, Geschwindigkeit und Handling, ergeben sich für uns auch folgende Zielstellungen: ein ergonomisches und montagefreundliches Monocoque und Cockpit zu bauen. Ein guter Zugang zu allen Komponenten ist für uns ebenso wichtig wie die Chassisbedingungen für beste Fahreigenschaften. Aufbauend auf den Erfahrungen der letzten Saison wird auch dieses Jahr wieder ein mehrteiliges Kohlefaser – Monocoque konstruiert und gefertigt. Für die Herstellung unserer tragenden Struktur wollen wir vorimprägnierte Gelege verwenden, welche in einem Autoklaven unter Druck und Temperatur ausgehärtet werden.