Antriebstechnik Leistungselektronik, Hochstrom-Leiterplatten und Elektromotoren - Leistungsdichte als Erfolgsfaktor im Rennauto

Ihre Hochstromleiterplatten vereinen Logik und Leistungselektronik auf engstem Raum. Kombiniert mit Industriemotoren ungewöhnlich hoher Leistungsdichte wird aus Elektromobilität ein renntaugliches Monoposto. Angehende Ingenieure zeigen in der „Formula Student“ eindrucksvoll ihr Können. Und: was die aktuelle Technik zu leisten vermag.

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Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

KSG Austria GmbH

AMKmotion GmbH + Co. KG

Im Konstruktionswettbewerb „Formula Student“, den der VDI seit 2006 alljährlich im August für vier Tage am Hockenheimring ausrichtet, zeigen Studenten aus aller Welt, was sie u.a. in der Leistungselektronik drauf haben: Sie messen ihre kühnen Konstruktionen untereinander und präsentieren der Industrie ihre Kreativität. Weltweit gibt es ähnliche Veranstaltungen zu unterschiedlichen Terminen. Alle Fahrzeuge werden von den Studenten in Teamarbeit entwickelt und gebaut. Es sind einsitzige Formelrennwagen. Vordergründiges Ziel ist, ganz klar, der Bau des schnellsten Fahrzeugs. Doch tatsächlich geht es um den Vergleich von Konstruktion, Finanzplanung und Verkaufsargumenten.

Formula Student ist eine Ergänzung ihres Studiums, um Erfahrungen mit Konstruktion und Fertigung sowie mit den wirtschaftlichen Aspekten des Automobilbaus zu sammeln. Eine fiktive Produktionsfirma plant dazu ein Formelfahrzeug. Es gilt einen Prototypen zu entwickeln, der einem Wochenendrennfahrer am besten gerecht wird: Neben guten Fahreigenschaften soll der Monoposto einfach, zuverlässig und (selbstverständlich) preiswert zu fahren sein. In Kürze am Start in Silverstone/England ist u.a. die TU Graz. Mit an „Board“ des e-Power-Racers ist die Hochstrom-Leiterplatte von Häusermann.

High Speed und High Voltage clever kombiniert

Mitte Juli wird sich das e-Power Racing Team der TU Graz in Silverstone bei der Formula Student mit anderen studentischen Rennteams messen. Für diesen Wettbewerb mit Elektrofahrzeugen konstruierten Studierende aus allen Teilen der Welt innerhalb eines Jahres einen konkurrenzfähigen Rennwagen, der mit einem Elektromotor als Antrieb und Lithium-Akkumulatoren als Energiespeicher ausgestattet ist.

Der Elektro-Renner der Grazer Studenten heißt MaxWheel und hat 2010 bei allen drei E-Bewerbungen (Hockenheim, Silverstone und Melk) mitgemischt; in Hockenheim sehr erfolgreich: Mit dem dritten Gesamtrang konnten die meisten Teams abgehängt werden.

Die Batterie: 384 Zellen und 200 A

Das Herz eines Elektro-Autos ist seine Batterie. Im MaxWheel werden insgesamt 384 Batteriezellen bestehend aus Lithium-Polymer-Zellen mit 5 Ah Nennkapazität und einem Gesamtgewicht von 48 kg verbaut. Häusermann unterstützt das Team dabei mit einer innovativen Hochstrom-Platine welche als Cell-Connector-Board dient und die einzelnen Zellen verbindet.

Logik und Leistung auf einer Leiterplatte

Die Kombination von Ansteuerungs- und Signalverarbeitungstechnik mit Leistungshalbleitern auf einer Leiterplatte stellt auch in der Elektromobilität eine Herausforderung dar. „Um einen effizienten Ladevorgang zu gewährleisten, ist es notwendig, die Spannung zwischen den einzelnen Zellen zu messen und elektronisch auszuwerten“ erklärt Werner Bergmayr, Head of Electronics des e-Power Racing Teams der TU Graz, „durch die selektive Integration von Kupferprofilen in die Leiterplatte können Feinleiter auf der gleichen Platine wie Leistungselektronik für einen Gesamtstrom von 200 A realisiert werden“.

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