Energieeffizienz mobil: Teil 1/3 100 Kilometer mit nur fünf Teelöffel Kraftstoff

Von Marco Schmid 17 min Lesedauer

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Die gemeinsame Vision einer nachhaltigen Energie- und Mobilitätszukunft. Der Charme und die Magie von Teamwork. Sportlicher Wettbewerb. Spitzentechnologie. Neuer Freiheitsgrad der Information als Dimension jenseits von Raum und Zeit. Mit solchen Zutaten kannst du Schranken beseitigen, Grenzen verschieben, Sinnvolles erschaffen und vor allem: Energieeffizienz steigern! Darum geht es in dieser dreiteiligen Geschichte.

100km mit nur fünf Teelöffel Kraftstoff(Bild:  Schmid Elektronik AG)
100km mit nur fünf Teelöffel Kraftstoff
(Bild: Schmid Elektronik AG)

Es ist Anfang Juli 2023 auf der modernen Motorradrennstrecke „Mandalika“ in Lombok, Indonesien. Ich trage einen roten Rennanzug mit Helm. Es ist heiß, schwül und ich schmelze dahin. Eingepfercht sitze ich auf dem winzigen Beifahrersitz eines der energieeffizientesten Rennwagen der Welt. Die besten schaffen die Strecke von London nach Rom und zurück mit nur einem einzigen Liter Kraftstoff oder 10 kWh elektrischer Arbeit. Ein Silberstreif am Horizont der Energiewende!

Angeschnallt mit einem Fünf-Punkte-Gurt befinde ich mich nur wenige Zentimeter über dem Asphalt, umgeben von blankem Aluminium, Karbonfasern und High-Tech vom Feinsten. Nur eine dünne Feuerwand schützt mich vom dröhnenden Motor. Die Telemetrie überträgt ab jetzt die Position, die Geschwindigkeit, den Energieverbrauch und weitere Daten live vom Rennwagen an einen IoT-Server. Ich denke mir: Willkommen in der verrückten Welt des Shell Eco-marathon.

Der Beginn: Ein Telefonanruf aus heiterem Himmel

Schmid Elektronik war bis 2015 ein ganz normaler Elektronik-Mittelständler. Bis zu diesem Telefonanruf eines Energieriesen im November des gleichen Jahres. Es war auf der Rückfahrt von der Productronica nach Hause in die Schweiz. Ein Rastplatz auf halbem Weg. Sonnenuntergang. Dann klingelte es. Ein technischer Leiter des Shell Eco-marathon war am anderen Ende. Es ging um ein Rennen, welches in den Dreißigerjahren mit einer Wette begonnen hat und 50 Jahre später, 1985, zum Shell Eco-marathon wurde. Nicht der Schnellste gewinne, sondern derjenige mit dem niedrigsten Energieverbrauch.

Nur die energieeffizientesten Rennfahrzeuge schafften es an den Start. Bei der London-Rom-Performance wurde ich hellhörig. Die Idee des Rennveranstalters klang einleuchtend: Dieser Marathon sei bisher etwas eintönig. Warum nicht zusätzlich ein spannendes Showformat bieten, so ähnlich wie in der Formel 1? Eine Art ‚Großes Finale’ mit live Datensicht auf das Rennen und wie es sich entfaltet? Seine Hypothese: die Emotionen von Teilnehmern und Zuschauern werden bei dramatischen Kopf-an-Kopf-Rennen hochkochen und sie von ihren Sitzen reißen und: Die Rennen werden damit attraktiver und bekannter. Die Strategie dazu: Es brauche das Minimum Viable Product (MVP) eines Telemetriesystems für den live Datentransport zwischen dem Fahrzeug und dem Internet. Das MVP solle zuerst die Idee auf den Prüfstand stellen, bevor das fertige Produkt realisiert werde. Und dann ließ er die Katze aus dem Sack: In exakt acht Wochen steige das nächste Rennen.

Von der Mission Impossible zu neuer Dimension

Die Neugier war sofort geweckt. Der Nerd in uns erwachte zum Leben. Aber: Die Eckdaten und Randbedingungen rund um das Projekt waren auf den ersten Blick eine „Mission Impossible“. Viele der in dieser Anwendung benötigten Technologie-Verdächtigen hatten wir damals im Engineering gerade erst kennengelernt: Embedded-Linux, GPS, 4G, WIFI, IoT, MQTT, JSON. Hier aber musste in Rekordzeit ein funktionierendes und robustes MVP her. Und erst noch eingesetzt in der rauen und unerbittlichen Umgebung eines Motorraums in einem uns fremden Outdoor-Umfeld. Das bedeutete: schnelles Lernen war angesagt. Etwa die MVP-Philosophie, 3D-Design, 3D-Druck, skalierbare Software-Architekturen und die Natur dieser Rennstrecke…

Besonders der Liefertermin machte Angst. Was passiert, wenn’s schiefläuft? Uns hat diese Projektanfrage damals komplett überfordert und wir wussten nicht, wie entscheiden… Klar, Schmid Elektronik konnte Stärken ausspielen: Engineering, Produktion und Produkte unter einem Dach. Doch es gab auch empfindliche Schwächen: Schlüssel-Knowhow musste aufgebaut werden. Die sich bietende Chance gehörte zur Art „Once in a Lifetime“. Die Gefahren des acht-wöchigen Liefertermins hingegen waren real und mit der Reputation eines Konzerns ist nicht zu spaßen.

Schmid stellte sich der Herausforderung, tauchte in die unbekannte Rennwelt ein und lieferte. Wie wir die technischen Projektnüsse konkret geknackt haben, erfährst du im nächsten Teil. Wie uns die Rennstrecke so richtig aus der Komfortzone holte, wie wir dank neuer Erkenntnisse zuhause unsere Abläufe verschlankten und uns dann achtsam in eine zukunftsfähige Form verwandelten, all das ist eine ganz andere Geschichte. Jedenfalls katapultierte dieser Auftrag Schmid Elektronik sowohl geschäftlich als auch auf der Rennstrecke in Riesenschritten nach vorne. Unterstützt wurde dieser Prozess von Schmids interner Forschungsarbeit über Information als Dimension jenseits von Raum und Zeit. Die Erkenntnisse daraus wurden 2022 als Keynote am Embedded-Software-Engineeringkongress in Sindelfingen vorgestellt und schlossen das goldene Jubiläumsjahr von Schmid Elektronik ab. Auf das Dimensionsthema gehen wir im dritten und letzten Teil unserer Geschichte ein.

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Neues Geschäftsmodell in Partnerschaft

Heute jedenfalls ist Schmid offizieller Technologiepartner des Shell Eco-marathon, Teil des Data & Technology Teams und verantwortlich für die Telemetrie und datenzentrierte Rennstrategien. Damit werden bei der Energieeffizienz weitere Grenzen verschoben. Schmid liefert für diese Rennen neben der Telemetrie weitere Entwicklungs- und Produktionsdienstleistungen sowie die eigenen Produkte. Eines davon sind grafisch programmierbare Embedded-Systeme mit NI LabVIEW. Das ermöglicht Rennteams, in Rekordzeit eigene Telemeteriesysteme zu entwickeln.

Der zweite Teil der Geschichte und ein Whitepaper gehen näher darauf ein. Ein Kernteam von Schmid reist regelmäßig dreimal jährlich zu Veranstaltungen in den USA, Europa und Asien und unterstützt die Rennen vor Ort. Dazu gehören Webinare, Trainings, technische Fahrzeugabnahmen, der operative Telemetriebetrieb sowie Datenaufbereitung. Damit reiht sich das Schweizer Familienunternehmen in die Riege globaler Player ein, die ebenfalls Partner des Programms sind.

Das Geheimnis hinter der außerordentlichen Energieeffizienz

Zurück nach Lombok in Indonesien. Da sitze ich also in diesem hocheffizienten Rennwagen auf indonesischem Boden. Er gehört zur komfortableren „Urban-Concept“-Klasse des Shell Eco-marathon, ausgelegt für reale Straßenbedingungen. Die meisten Teams treten in der unbequemen, aber supereffizienten „Prototyp“-Klasse an. Hier ähneln die Fahrzeuge großen, stromlinienförmigen Zigarren, die mit ihrer Unterseite fast den Asphalt berühren. Beide Klassen unterteilen sich wiederum in drei Energietypen: Elektromobile, Wasserstoffantriebe und Verbrennungsmotoren.

Ian, ein erfahrener, britischer Fahrer, sitzt neben mir am Steuer. Er lässt den Motor an und wir passieren die Startlinie. Es ist eine Mischung aus Euphorie und Bammel, im winzigen Rennwagen so tief am Boden über die breite Rennstrecke zu gleiten und die Bewegungskräfte zu spüren. Ian fährt jeden Meter hochpräzise und weiß genau, wie er die Geraden nehmen und die Kurven schneiden muss. Dabei verrät er mir ein paar Geheimnisse hinter den erstaunlichen Effizienzwerten dieser Renncommunity:

  • 1. Durchdachtes Design: Es fußt auf aerodynamischer Karosserie, ausgeklügeltem Chassis mit tiefem Schwerpunkt, optimalen Reifen, reibungsarmen Lagern und präziser Radaufhängung.
  • 2. Ausgetüftelter Antrieb: Beim Antriebsstrang und Regler wird jede Möglichkeit ausgereizt und eine höchstmögliche Effizienz angestrebt.

Der heilige Gral ist aber eine energie- und zeiteffiziente Fahrstrategie. Wie wir im zweiten und dritten Teil der Geschichte sehen werden, war dies ein weiterer Grund des damaligen Telefonanrufs. Denn das Telemetriesystem von Schmid Elektronik setzt genau hier an. Die Strategie beginnt mit einem sparsamen Fahrmuster. Die Fahrer beschleunigen und wenn eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht ist, schalten sie den Motor ab und gleiten mit dem Fahrzeug dahin. Sobald sie eine niedrige Geschwindigkeitsgrenze unterschreiten, schalten sie den Motor wieder ein und beschleunigen erneut.

Diese Strategie wird „Brennen und Gleiten" genannt. Die Fahrer nennen es „burn and coast”. „Brennen” ist die Phase der Beschleunigung. Sie führt kurz zu hohem, impulsiven Energieverbrauch und geht dann in ein längeres und schonendes Gleiten über. Generell gilt: Je schneller die Fahrer unterwegs sind, desto mehr Energie verbrauchen sie. Je langsamer, desto effizienter, aber mit Konsequenzen: Um sich für eine Runde zu qualifizieren, müssen sie eine Zeitvorgabe einhalten. Fahren sie zu langsam, verfehlen sie ihr Ziel.

Das Entscheiden, wann und wo die Fahrer ein- und ausschalten, um so wenig Energie wie möglich zu verbrauchen, ist eine Kunst und Datenwissenschaft. Das Fundament ist eine ganzheitliche Datenstrategie. Sie vernetzt die Streckenbeschaffenheit, das Gelände, die Reibungen, die Fahrzeugdynamik sowie die meteorologischen Bedingungen samt freier Energien wie Wind und Gefälle. Vom Start bis zum Ziel. Die Daten werden in kurzen Abständen telemetrisch erfasst, in der Informationsebene verarbeitet und den Fahrern für eine energie- und zeitoptimale Fahrzeugführung live und einfach interpretierbar zurückgespiegelt. Diese digitale Transformation geschieht genauso natürlich wie wir täglich das Navi in unserem Fahrzeug benutzen.

Hat die Rennstrecke Steigungen oder Neigungen, dann wägen die Fahrer gekonnt zwischen kinetischer und potentieller Energie ab. Vor allem die Kurven müssen sie besser schneiden können als ihre Mitbewerber. Erkenntnisse dazu liefern die über die Telemetrie gewonnenen Renndaten. Im „Paddock” (Fahrerlager), werden diese genau analysiert, etwa die Geschwindkeits- und Energieprofile. Wie das funktioniert, lernen wir im dritten Teil der Geschichte kennen. Dann wird die Strategie angepasst, bevor es zurück auf die Strecke geht.

Nach diesen Erkenntnissen fahren Ian und ich in die Zielgerade ein und überqueren die Ziellinie. Es kommt zum unbeschreiblichen „Drivers High”. Dabei war ich nur eine einzige Runde draußen! Die Fahrer legen zwischen 5-8 solcher Runden zurück. Klatschnass und glücklich schäle ich mich aus dem Rennanzug und fahre im Kühlzelt meine Emotionen herunter. Mit 189km/l war unsere Energieeffizienz zwar ganz gut, kommt aber bei weitem nicht an die der Topteams heran. Vor diesen Fahrern ziehe ich meinen Hut.

Die Komfortzone verlassen und Grenzen überschreiten

Wir begleiten nun ein Elektromobil-Rennteam mit seiner Fahrerin hautnah durch eine typische Rennwoche auf ihrem ehrgeizigen Weg zu höchster Energieeffizienz. Dabei schauen wir dem Team bei der Arbeit über die Schulter, können zusehen, wie es die Telemetrie-Technologie anwendet und wie aus Daten Erkenntnisse und Wissen entstehen.

Es ist der erste offizielle Tag der Veranstaltung. Das oben genannte Rennteam, welches wir begleiten, reist an. Es besteht aus einem Teamleiter, einer Fahrerin, einem Mechatroniker, einer Informatikerin, einer Energiespezialistin und einem Marketer. Die meisten Teams werden von ihrem Professor als Coach begleitet. Das Team checkt ein und breitet sich im Paddock aus. Hier parkt es sein Fahrzeug und pflegt es während der Rennen. Dann taucht es in die standardisierten Rennabläufe ein.

Jetzt passiert’s: Wie jeder in dieser Community verlasse ich für eine Woche die Komfortzone meines bekannten Arbeitsplatzes und überschreite die Schwelle in eine dynamische und oft unvorhersehbare Welt. Da wird die eine oder andere Überraschungen auf mich warten. In diesem veränderten Umfeld nehme ich die Rolle eines Daten- und Technologie-Ingenieurs ein, vergesse die Wochentage und orientiere mich wie alle anderen nur noch an den drei Rennphasen (Abb 1):

Abb.1: Der Original-Zeitplan einer typischen Shell Eco-marathon Rennwoche mit den drei Phasen(Bild:  Schmid Elektronik AG)
Abb.1: Der Original-Zeitplan einer typischen Shell Eco-marathon Rennwoche mit den drei Phasen
(Bild: Schmid Elektronik AG)

  • 1. Die Technische Inspektion. Ein kompromissloser Fitnesscheck für Mensch und Maschine. Das Fahrzeug wird auf Herz und Nieren geprüft, ob es sicher ist und die Rennstrecke überhaupt aushält. Eine nervenaufreibende Erfahrung!
  • 2. Der Marathon. Rein ins Cockpit, raus auf die Strecke und durchhalten. Der Fahrer mit dem niedrigsten Energieverbrauch gewinnt. Zähigkeit ist gefragt! Die Besten schaffen es am letzten Tag in die Meisterschaft.
  • 3. Die Meisterschaft. Mit Widerstandskraft und Dynamik zum Ziel. Die Finalisten messen sich in Formel-1-Manier. Der schnellste Fahrer gewinnt das dramatische Rennen. Doch einfach nur Vollgas geben, wird scheitern! Es gibt nämlich einen Haken…

Karte und Kompass führen durch die Rennen

Abb.2: Das Gelände einer Shell Eco-marathon Event Veranstaltung mit den wichtigsten Rennprozessen und -verfahren(Bild:  Schmid Elektronik AG)
Abb.2: Das Gelände einer Shell Eco-marathon Event Veranstaltung mit den wichtigsten Rennprozessen und -verfahren
(Bild: Schmid Elektronik AG)

Das Veranstaltungsgelände ist in unterschiedliche Bereiche gegliedert (Abb. 2). Das Rennteam, das wir jetzt begleiten, verbringt die meiste Zeit im Paddock ❿. Hier dreht sich alles um sein Fahrzeug. Es ist alles da, von Ordnung bis zum Chaos. Nach dem Eintreffen meldet sich unser Team bei der Telemetrieausgabe ❶, erhält von Schmid Elektronik einen Crashkurs und danach sein energiespezifisches Telemetriesystem. Dieses System verbindet das serverseitige IoT (Internet of Things) mit dem tatsächlichen IoT-Ding: unserem Rennfahrzeug. Es besteht aus einem akkubetriebenen Onboard-Computer mit einer WIFI-, 4G- und GPS-Antenne, Sensoren für elektrische, flüssige oder gasförmige Energie und einem Relais, welches den Motor abschalten kann. Zurück im Paddock, baut das Team das Telemetriesystem in sein Fahrzeug ein.

Danach tritt das Rennteam die technische Inspektion an und schließt diese bei Schmid Elektronik mit der Telemetrieprüfung ab ❷. Zum Schluss gibt es den begehrten Aufkleber als Toröffner zur Rennstrecke. Er bestätigt, dass das Rennfahrzeug die hohen Sicherheits- und Qualitätsstandards des Veranstalters erfüllt. Was nun folgt, sind Testfahrten, mit denen sich die Fahrer mit der Rennstrecke vertraut machen.

Dann beginnt die erste Phase des Wettbewerbs: Der Marathon. Die Fahrerin unseres Teams und zwei der Teammitglieder reihen sich in die Schlange vor dem Eingang zum Rennen ein ❸. Anschließend erhält sie einen Platz im Startbereich ❹. Hier wird der Rennwagen von Schmid auf das Rennen vorbereitet, z.B. die GPS-Qualität und die Energiesensoren überprüft. Danach stellen sich die Fahrerin und das Team vor der Startlinie auf ❺. Sie startet den Motor, überquert die Startlinie ❻, biegt in die Rennstrecke ein und dreht ihre Runden ❼. Am Schluss überquert sie die Ziellinie ❽, nimmt einen Platz im Zielbereich ein ❾ und Schmid Elektronik durchläuft mit dem Fahrzeug abschließende Prozesse wie etwa ein korrekter Upload der Renndaten über WIFI. Schließlich kehren die Fahrerin und das Team ins Paddock zurück ❿, holen sich die Telemetriedaten vom Server, gewinnen daraus Wissen und optimieren ihre Strategie für das nächste Rennen.

Das war die Kurzform, nun geht’s in die Details.

Ein kompromissloser Fitness Check für Mensch und Maschine

„Scrutineering” ist ein Wortspiel aus dem englischen „scrutinize” (prüfen) und „engineering” (systematisches Ingenieurswesen). Es bezieht sich auf die strenge und disziplinierte technische Inspektion von Fahrer und Fahrzeug. Diese findet vor dem Rennen statt und dient vor allem der Sicherheit der Fahrer.

Es handelt sich dabei um den ersten und einen der nervenaufreibendsten Meilensteine der Veranstaltung. Hier macht sich das Herzblut bezahlt, welches die studentischen Rennteams das ganze Jahr über vergossen haben. Wenn sie an einer solchen Veranstaltung teilnehmen, müssen sie sich mit hoher Komplexität auseinandersetzen, enge Termine einhalten und kompromisslose Qualität liefern können.

Die Fahrer und die Fahrzeuge durchlaufen mehrere Prüfungen: Anzugsqualität, Notausstieg, Mechanik mit Abmessungen und Gewicht, Bremsfähigkeit, Fahrzeugelektrik und Test der elektrischen, wasserstoffbetriebenen oder verbrennungsmotorischen Antriebe sowie Telemetrie.

Stell dir eine große Halle mit vielen Parkplätzen vor. Es wimmelt hier nur so von Menschen, Aktivität und Technik (Abb. 3). Die Halle ist voller Fahrzeuge und die Geräuschkulisse ist eine Mischung aus emsigen Diskussionen unter den Teilnehmern, untermalt mit mechanischem Geklimper und dröhnenden Motoren.

Abb.3: Die Technische Inspektion stellt sicher, dass die Fahrzeuge für die Strecke bereit sind. Sie ist diszipliniert und hektisch zugleich. Mit Tablets verbinden wir uns mit dem Telemetriesystem.(Bild:  Schmid Elektronik AG)
Abb.3: Die Technische Inspektion stellt sicher, dass die Fahrzeuge für die Strecke bereit sind. Sie ist diszipliniert und hektisch zugleich. Mit Tablets verbinden wir uns mit dem Telemetriesystem.
(Bild: Schmid Elektronik AG)

Die von Schmid Elektronik durchgeführte Telemetrie-Inspektion markiert den Schlussstein dieser ersten Phase. Dort mache ich mir unter den Motorhauben die Hände schmutzig, überprüfe die Installation aller Telemetriekomponenten und identifiziere bereits jetzt potenzielle EMV-Probleme (elektromagnetische Verträglichkeit). Denn der Motorraum auf einer Rennstrecke stresst selbst robuste Industrieelektronik (Abb.4). Schließlich teste ich die Datenverbindung zum IoT-Server und gebe übers Tablet rotes oder grünes Licht.

Abb.4:  Die Fahrzeuge müssen mechanische, elektrische, energietechnische und telemetrische Prüfungen bestehen. Erst dann werden sie auf der Rennstrecke zugelassen.  (Bild:  Schmid Elektronik AG)
Abb.4: Die Fahrzeuge müssen mechanische, elektrische, energietechnische und telemetrische Prüfungen bestehen. Erst dann werden sie auf der Rennstrecke zugelassen.
(Bild: Schmid Elektronik AG)

Überall auf dem Gelände installierte Bildschirme zeigen live den Fortschritt in einer Rangliste. Das spornt die Teams zu Höchstleistungen an. „Unser” Team hat die Inspektion bestanden und den Aufkleber für die Rennstrecke erhalten. Ein erster Erfolg, der stolz macht und motiviert.

Dann folgt der nächste Schritt…

Rein ins Cockpit, raus auf die Strecke und durchhalten

Unser Team schiebt jetzt sein Fahrzeug vom Paddock in den Startbereich. Die Fahrerin erhält das „Ok-to-Go" und los geht’s. Zum Beispiel auf die prestigeträchtige Motorradbahn in Indonesien, auf „heiligen Boden” in Indianapolis, USA, oder auf den historischen Circuit Paul Armagnac in Nogaro, Frankreich.

Abb.5: Das Rennfahrzeug reiht sich vor der Startlinie ein (links) und nimmt im Marathon die Geraden und Kurven der Rennstrecke (Mitte, rechts)(Bild:  Schmid Elektronik AG)
Abb.5: Das Rennfahrzeug reiht sich vor der Startlinie ein (links) und nimmt im Marathon die Geraden und Kurven der Rennstrecke (Mitte, rechts)
(Bild: Schmid Elektronik AG)

Beim Marathon gewinnt nicht der schnellste Fahrer, sondern derjenige mit dem geringsten Energieverbrauch innerhalb eines Zeitfensters. Unser Team muss dabei die gegensätzlichen Ziele zwischen tiefem Energieverbrauch, schnellen Runden und jederzeitiger Sicherheit erfüllen. Dieses Mehrzielproblem ist mit Methoden der Datenwissenschaft eleganter und gesamtheitlicher lösbar als mit traditionellen Methoden. Das demonstriert der dritte Teil der Geschichte.

Dank dieses Know-hows mausert sich die Fahrerin “unseres” Teams mit 182 km/kWh zu den Besten ihrer Kategorie. Sie erhält eine offizielle Einladung zur Meisterschaft und nimmt die Herausforderung an. Jetzt beginnt die letzte und heißeste Phase der Rennen: die Meisterschaft.

Mit Dynamik und Widerstandskraft zum Ziel

Am letzten Renntag treten die Finalisten im Formel-1-Format der Meisterschaft gegeneinander an. Die drei Besten der drei Kategorien Verbrennungsmotoren, Wasserstoffantriebe und Elektromobile stellen sich im „Grid” vor der Startlinie auf. Jetzt gewinnt derjenige, der als Erster die Ziellinie überquert.

Wäre da eben nicht dieser eine Haken, der weiter oben in der Geschichte schon angedeutet wurde... Unsere Fahrerin muss nämlich jederzeit ihren Energieverbrauch im Auge behalten. Denn: Jeder Finalist erhält ein Energiebudget, das seinem durchschnittlichen Energieverbrauch des vorangegangenen Marathons entspricht. Je nach Leistung erhält er zusätzliche Prozente als Bonus. Während des Rennens wird dieses Budget, oder was davon übrig ist, live vom Telemetriesystem gemessen. Ist es aufgebraucht, stoppt das erwähnte Relais den Motor und das Fahrzeug rollt aus. Ein Riesenspaß für die Zuschauer! Die ideale Rennstrategie unserer Fahrerin besteht also darin, die Ziellinie mit dem allerletzten Tropfen Kraftstoff oder mWh elektrischer Energie zu überqueren.

Das Rennen selbst läuft wie ein Uhrwerk ab. Jetzt kommt trotz vieler Jahre Erfahrung der ultimative Test für mein Nervenkostüm. Mein Herz schlägt höher. Fokus ist gefragt. Wird alles fehlerfrei laufen? Oder ist nervenaufreibendes Troubleshooting vonnöten, bei dem dir unter großem Zeitdruck alle live zuschauen können, wie du Probleme löst?

  • 4 Signallampen zeigen den 5-Minuten-Countdown an.
  • 3 Lampen, sobald der Countdown 3 Minuten erreicht hat.
  • Dann noch 1 Minute...
  • Die Kontrolle geht nun vom Technischen Team auf die Rennleitung über. Zeit negativ für Umkehr.
  • Der Countdown läuft weiter: 10 ... 9 ... 8 ... 7 ... 6 ... 5 ... 4 ... 3 ... 2 ... 1!
  • Die grüne Flagge fällt. Das Spektakel beginnt…
  • Es sind sechs Runden zu fahren.

Abb.6: Die Meisterschaft kombiniert das Energiebewusstsein des Shell Eco-marathon mit der Spannung der Formel 1. Die gewagten Überholmanöver und dramatischen Kopf-an-Kopf-Rennen lassen niemanden kalt.  (Bild:  Schmid Elektronik AG)
Abb.6: Die Meisterschaft kombiniert das Energiebewusstsein des Shell Eco-marathon mit der Spannung der Formel 1. Die gewagten Überholmanöver und dramatischen Kopf-an-Kopf-Rennen lassen niemanden kalt.
(Bild: Schmid Elektronik AG)

Das Feld zieht sich auseinander. Zwei – eine davon unsere Fahrerin – gehen in Führung. Dann kommt das Mittelfeld, gefolgt von den Nachzüglern.

Gewagte Überholmanöver in den Kurven. Dramatische Kopf-an-Kopf-Rennen zwischen verschiedenen Energietypen. Das zerrt an den Nerven der Zuschauer! Alle verfolgen das Rennen live auf Bildschirmen oder auf ihren Smartphones. Dank Rangliste und digitaler Karte mit Liveposition und Energieverbrauch kann jeder in Echtzeit mitverfolgen, wie sich das Rennen entwickelt. Und jedes einzelne aktivierte Relais wird zur Gaudi.

Unsere Fahrerin lenkt auf die Zielgerade ein und überquert als erste und unter frenetischem Beifall die Ziellinie. Sie wird danach in einer bewegenden Siegerehrung gefeiert und erhält einen der begehrten Startplätze für die Weltmeisterschaft, die 2023 in Bangalore, Indien, stattfinden wird. Da wird sie gegen die Winning-Teams aus Amerika, Europa und Asien antreten.

Nach diesem Höhepunkt ist die Rennwoche vorbei. Wir sagen allen Ciao, packen die Telemetriesysteme in die Transportkoffer und machen uns auf den Heimweg. Auch hier gilt: nach dem Rennen ist vor dem Rennen.

Steigerung der Leistung und Effizienz dank Information und Daten

Du hast bisher den ersten Teil der Geschichte zur Energieeffizienz in der Mobilität und was das mit Schmid Elektronik zu tun hat, gelesen. Dieser erste Teil war eine Demonstration und messbarer Beweis, welch hohe Energieeffizienz in der Mobilität erreicht werden kann.

Im zweiten Teil zeige ich dir in Opensource-Manier, wie es Schmid geschafft hat, dieses Telemetrie-MVP in nur acht Wochen zu realisieren. Im Kern geht es um einen modularen Hard- und Softwarebaukasten für Embedded-Systeme, mit dem auch du zügig Telemetrie- und IoT-MVPs realieren kannst. Denn ein Produkt, das den hohen Ansprüchen einer professionellen Rennstrecke genügt, passt auch zu anderen Anwendungen, etwa der Zustandsüberwachung und vorbeugenden Wartung einer Maschine, die sich auf einem anderen Kontinent befindet. Danach bist du in der Lage, in Rekordzeit eigene Telemetrie-Anwendungen zu realisieren und Daten vom Sensor bis ins IoT zu gewinnen.

Der dritte und letzte Teil schlägt einen Bogen zu meinem persönlichen „Why”. Eine nachhaltige Mobilitäts- und Energiezukunft lag mir schon immer am Herzen. Mein konkreter Beitrag dazu im Zusammenhang mit dem ersten Teil dieser Geschichte: Dreimal im Jahr verlasse ich meinen Schreibtisch und arbeite ehrenamtlich im technischen Team dieses Shell Eco-Marathon mit.

Marco Schmid, Schmid Elektronik AG(Bild:  Marco Schmid, Schmid Elektronik AG)
Marco Schmid, Schmid Elektronik AG
(Bild: Marco Schmid, Schmid Elektronik AG)

Dieser dritte Teil geht einen entscheidenden Schritt weiter. Seit einiger Zeit fesselt mich nämlich die Vision, neue Realitäten und disruptive Innovationen zu schaffen. Dazu habe ich das bereits erwähnte Forschungsprojekt zu Information als neue Dimension gestartet. Diese Rennstrecke ist mir deshalb so wichtig, weil sich der Nutzen gleich in mehrere Richtungen entfaltet. Einerseits lerne ich aus den dortigen Felderfahrungen, kombiniere diese Erkenntnisse mit meinem operativen Geschäftsalltag und kann mein Forschungsthema mit neuen Erkenntnissen befeuern. Umgekehrt wende ich die Forschungsergebnisse auf der Rennstrecke an und trainiere die Rennteams darin, wie sie aus Telemetriedaten Erkenntnisse und Wissen gewinnen können. Der Trick dabei: komplexe Probleme dank Bausteinen der Informationsdimension massiv zähmen, eindeutig lösen und damit die Effizienz noch weiter steigern.

Was steht hinter dem Shell Eco-marathon?

Es war einmal in den Dreißigerjahren in einem alten Schuppen in Illinois, USA. Zwei Ingenieure feilen in ihrer Freizeit an der Energieeffizienz ihrer Autos und plötzlich steht eine Wette im Raum: Wer schafft mit einer Gallone Benzin die längere Strecke? Die so entstandenen Freundschaftsrennen entpuppen sich über Jahrzehnte zu einer globalen Veranstaltung und einem Spektakel. An die Stelle der zwei Tüftler treten heute tausende, hochmotivierte Studierende aus dem MINT-Bereich (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik) am Shell Eco-marathon an. Sie vertreten hunderte von Fachhochschulen und Universitäten aus dutzenden von Ländern und messen sich als Rennteams im Wettkampf auf der Rennstrecke. Was in dieser Community zählt, ist höchste Energieeffizienz, um eine nachhaltige Energie- und Mobilitätszukunft mitzugestalten. Was mich berührt, ist die ausgeprägte Menschlichkeit und das magische Teamwork innerhalb dieser Community. Ich beobachte zum Beispiel, wie ein Techniker des einen Teams mit dem Pendant eines konkurrierenden Teams im glühenden Gespräch Schlüssel-Know-how austauscht. Oder wie der Teamleiter eines Elektromobilteams dem Fahrer eines Wasserstoffteams ein aufmunterndes "Good Luck on the Track" zuruft. Genau das macht den Spirit dieser Veranstaltungen aus.

(mbf)

* Der Systemingenieur in mir hat eine Leidenschaft für Embedded-Systems, die grafische Programmiersprache NI LabVIEW, IoT-Dinge, Minimum Viable Products (MVPs), Komplexität, Netzwerke, Wissensgraphen & Sprachmodelle sowie Informations- und Datenwissenschaft. Als Unternehmer genieße ich das Privileg, das Führungsteam eines 45-köpfigen und über 50-jährigen Familienunternehmens mit cooler DNA und pfiffigen Leuten zu coachen. Privat koche ich gerne indisch, chinesisch, Tapas und Sushi. Das ist zwar aufwändig, aber viel günstiger als im Restaurant und fast so gut. Außerdem macht mir Kochen einfach Spaß. Ich mag Reisen in ferne Länder und lerne aus anderen Ansichten. Das Campen im Zelt verbindet mich mit der Natur und ich fühle mich sehr wohl unter freiem Himmel. Auch bin ich ab und zu in einer Berghütte anzutreffen. Da schalte ich das Geschäft und das Digitale ab und genieße die Einfachheit. In Büchern und guten Stories verliere ich mich und vergesse Raum und Zeit. Das Verständnis für gegensätzliche und doch ineinandergreifende Kräfte stammt aus meinen früheren Erfahrungen in asiatischen Kampfkünsten. Heute carve ich im Winter gerne schnelle Skipisten hinunter und mache im Sommer auf Rollerblades die Strassen unsicher.

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