Studenten unter Starkstrom

Für zwei Tüftlerteams der Westsächsischen Hochschule Zwickau wird es an diesem Wochenende auf dem Hockenheimring ernst. Dann steigt hier das Weltfinale in der »Formula Student« für neu konstruierte Rennwagen mit Otto- bzw. Elektromotor.

  • Von Harald Lachmann
  • Lesedauer: 6 Min.
»e-Horst« – der ganze Stolz der Konstrukteure der Zwickauer Hochschule
»e-Horst« – der ganze Stolz der Konstrukteure der Zwickauer Hochschule

Leuchtet bei »e-Horst« die vorgeschriebene gelbe Lampe auf, signalisiert das: Vorsicht Hochspannung! Immerhin liegen 400 Volt Starkstrom an, wenn der Elektrobolide an die Startlinie rollt. Anschließend geht es mit Tempo 120 über den Hockenheimring.

Reportage - Zwickau: Studenten unter Starkstrom

Bis dahin stehen aber die Studenten der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) selbst noch kräftig unter Hochspannung. Denn sie beteiligen sich mit dem schnittigen Rennwagen erneut an der »Formula Student«. Das ist ein 2006 vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI) ins Leben gerufener internationaler Konstruktionswettbewerb für Studenten aus aller Welt, bei dem diese ihre neu entwickelten und selbst gebauten einsitzigen Formelrennwagen messen und so zugleich der Industrie ihre Kreativität demonstrieren. Das Ziel des studienbegleitenden Engagements bestehe neben dem Bau des schnellsten Fahrzeuges auch im Vergleich von Konstruktion, Finanzplanung sowie Verkaufsargumenten, erläutert Professor Peter Stücke, ihr Betreuer vom Institut Energiemanagement der WHZ.

In vier Sekunden von null auf hundert

Nachdem bisher nur Rennwagen mit Ottomotoren auf die Piste gingen, erleben 2010 auch Renngefährte mit Elektroantrieb ihre Premiere beim Wettbewerb »Formula Student Electric«. Und in dem gelten die Zwickauer ganz klar als Favorit gegenüber den zehn weiteren deutschen sowie sieben ausländischen Teams, die für den Endausscheid zugelassen wurden. Denn anders als die meisten Mitbewerber bestückten sie für die neue Kategorie nicht einfach ihr vorjähriges Verbrennermodell mit einem E-Antrieb, sondern konstruierten ein völlig eigenständiges Elektrorennfahrzeug.

Alles andere wäre »zu viel Kompromiss« gewesen, erzählt Thomas Herzog, der wirtschaftliche Projektleiter der Sachsen. »Wir hätten sonst nicht unser innovatives Antriebskonzept umsetzen können, nämlich ein allradgetriebenes Elektrofahrzeug«, so der Zwickauer. Mit diesem dürfte das WHZ Racing Team Electric nun gar exklusiv an den Start gehen.

Man habe »einen konsequenten Schnitt« angestrebt, »sprich: so viel Mechanik wie möglich zu entfernen und durch elektrische Bauteile zu ersetzen«, fügt André Lehmann hinzu. Der Leipziger ist Chef des Teams »Elektrik/Elektronik«, das für Konstruktion, Fertigung, Einbau sowie den Betrieb aller entsprechenden Fahrzeugkomponenten steht – einschließlich des auf Energierückführung ausgerichteten Batteriemanagements sowie des professionellen Motorsportkabelbaums. Zusammen mit dem Team »Powertrain« um Sebastian Fethke aus Grünhainichen hatte man die ganze Steuerungs- und Regelungstechnik kreiert, ohne die sich die Motoren weder individuell ansteuern noch in ihrem Zusammenspiel synchronisieren ließen.

Denn nicht weniger als vier Motoren puschen »e-Horst», wie sie den offiziell als FP410e geführten Flitzer liebevoll nennen, binnen vier Sekunden von 0 auf 100 km/h. »Das schaffen selbst nur wenige Porschemodelle«, schmunzelt Christian Hennig. Der Hallenser war für das Fahrwerk verantwortlich und gilt teamintern als erste Wahl, um den vorderradgetriebenen Flitzer zum Weltfinale über den Hockenheimring zu steuern.

Die beiden Vorderräder treiben je ein 6-kW-Radnabenmotor und die Hinterachse zwei 30-kW-Motoren an. Letztere wurden komplett im Zwickauer Studentenlabor entwickelt. »Es handelt sich durchweg um permanenterregte Synchronmotoren, wobei wir die beiden hinteren als Außenläufer konstruiert haben«, erläutert Michael Sipply aus dem vogtländischen Voigtsgrün. Der Stator befinde sich also innen und werde vom rotierenden Läufer umschlossen. Das erhöhe noch einmal spürbar den Wirkungsgrad.

Im September 2009 hatte sich die Gruppe gefunden und seitdem scheint man unzertrennlich zu sein. Sie leben geradezu zusammen. Seit Monaten säßen sie täglich meist bis nachts um eins zusammen, um an ihrem Boliden zu arbeiten, erzählen sie. Man verstehe sich praktisch schon blind. Tausende Dinge waren schließlich zu durchdenken, neu zu entwickeln, auf Qualität zu checken oder an die Spezifik eines Elektrorennfahrzeuges anzupassen. »So etwa die Software für das Lenkrad«, berichtet Michael Weiß vom »Elektronik«-Team, der auch zum engeren Fahrerkreis gehört. Der Crottendorfer entwickelte zudem ein Messgerät zur Restkapazitätsbestimmung der Batterien.

Da man den ersten elektrisch angetrieben Rennwagens schuf, fehlte halt schlicht die Erfahrung mit dieser Art des Antriebs. So seien permanent Komponenten zu optimieren gewesen, erzählt Sebastian Fethke. Da waren die Wirkungsgrade der Motoren zu erhöhen, die Fahrdynamikregelung zu programmieren, Hard- und Softwarekomponenten für die Testzyklen vorzubereiten. »Alles Technik, die es so auf dem Markt noch nicht gibt, damit sind wir nun überall weltweit ganz vorn mit dabei«, so André Lehmann.

Eine eigene Firma ist in Planung

Und letztlich ändere sich bei einem Elektrofahrzeug mehr als der Antrieb, versichert Torsten Rilka aus Crimmitschau, der das Team »Marketing« leitet. Da gehe es auch um Nachhaltigkeit, was gerade für alternative Fahrzeugkonzepte ein wichtiges Verkaufsargument bilde. Es hätten halt von Beginn an auch ökologische und ökonomische Elemente im Fokus der Arbeit gestanden.

Auch Professor Stücke ist begeistert. Die besondere Herausforderung bei e-Horst sieht er darin, die ganze Elektrotechnik in das Fahrzeug zu integrieren, also »im Verheiraten von E-Technik und Fahrzeugrahmen«. Im Grunde müssten hier »zwei Spezies von Ingenieuren, die sich in den letzten Jahren wenig unterhalten haben, zwangsläufig zusammenraufen«, so Stücke, der auch das zweite Zwickauer Team betreut. So freut er sich nicht zuletzt über Synergien zwischen beiden Fraktionen, auch wenn jede letztlich für sich wirtschaften musste, technische Raffinessen ersann und auch nach Sponsoren fahndete. Dennoch sei es gelungen, hier und da »ressourcenschonend gleiche Bauteile und -gruppen zu verwenden«.

Einen ersten Sieg fuhr das WHZ Racing Team Electric übrigens schon im Vorfeld ein: Bei einem Workshop in München, zu dem BMW sieben studentische Crews aus dem In- und Ausland eingeladen hatte, überzeugten sie offenkundig mit einem sehr schlüssigen Konzept. Denn seither dürfen sie die Bayern als Premiumsponsor auf ihren Rennoveralls führen. Zwei Leute aus Zwickau schreiben überdies ihre Masterarbeiten zu Themen, an denen BMW besonderes Interesse hat.

Fast wichtiger als diese finanzielle Unterstützung empfinden die Sachsen übrigens das Know-how, an das sie damit nun herankommen. »Im Grunde ist das unbezahlbar«, schwärmt Herzog – und das aus gutem Grunde. Noch dieses Jahr will er mit Fethke, Hennig und Lehmann als Hochschulausgründung eine eigene Firma anmelden, die sich ganz auf elektrische Antriebe spezialisiert. Der Markt sei riesig und hoch interessant, ist das Quartett sicher. Immerhin wäre der Durchschnittsdeutsche täglich nicht mehr als 75 bis 80 Kilometer in seinem Wagen unterwegs – optimal für E-Fahrzeuge. Zudem habe die Bundesregierung das Ziel ausgegeben, bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf die Straßen zu bringen – »möglichst von deutschen Herstellern«, so Fethke, von dessen Spitznahmen der Firmenname abgeleitet ist: »Herms Technologies«.

Viele oft uneigennützige Unterstützung kam übrigens bereits von Firmen aus der Region. »Ohne diese wäre vieles schlicht unmöglich gewesen«, so Torsten Rilka. »Denn das gesamte Paket finanziert sich durch Sponsoren, die unsere Arbeit neben Geld auch mit Material, Know-how und Fertigungskapazitäten unterstützen.« Auf die Chancen der Sachsen zum Finale angesprochen, kokettiert Professor Stücke erst gar nicht: »Ich gehe davon aus, dass wir bei den E-Mobilen gewinnen.« Am Start sind hier elf Teams aus Deutschland und sieben ausländische. Es sei halt das agilste elektrisch angetriebene Rennfahrzeug, das derzeit weltweit auf Rennstrecken unterwegs sei und auch von der Technik weitestgehend Neuland, so Stücke.

Doch selbst wenn man auf der Strecke womöglich knapp Zweiter werde, werde es wohl zum Gesamtsieg reichen, gibt er sich überzeugt. Denn rund ein Drittel der tausend zu vergebenden Punkte entfielen halt auf die Zukunftsträchtigkeit des Fahrzeugkonzeptes und darauf, wie ausgereift die Konstruktion und wie durchdacht die Finanzierung sei. Und da hält er seine Jungs schlicht für unschlagbar.

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