TSC-05E

Technische Details

Leistung: 80 kW Spitzenleistung
Systemspannung: 600V
v max: 115 km/h
0-100 km/h: 2,1 s
L/B/H: 2790 mm / 1481 mm / 1050 mm
Radstand: 1530 mm
Gewicht: 185 kg
Akkukapazität: 8,3 kWh

Neben dem fahrerlosen TSC-3PO baute Team Starcraft in der Saison 2018 sein sechtes Elektro-Rennfahrzeug, um damit bei Wettbewerben der Formula Student Electric anzutreten. Alle Bauteile des TSC-5E wurden entweder neu entwickelt oder auf Basis des Vorgängers weiter optimiert. Besonders zu beachten sind die vielen Eigenentwicklungen wie Aerodynamic, Umrichter, High Voltage- und Low Voltage-System sowie das CFK-Monocoque, die in Kombination für eine hohe Systemeffizienz sorgen. Ein weiteres Designziel des TSC-5E war ein gutes Packaging, dass zum einen den Schwerpunkt senkt und zentralisiert, zum anderen eine gute und schnelle Wartung des Fahrzeugs ermöglicht. Darüber hinaus wurde besonderer Wert auf das Driver-Interface gelegt. Sitzposition, Lenkrad und Lenkung wurden optimiert, um die Fahrerergonomie im Vergleich zum Vorjahresfahrzeug weiter zu steigern.

Es folgt ein detaillierter Einblick in die übergeordneten Baugruppen des Fahrzeugs:

Aerodynamik

Die primäre Aufgabe des Aerodynamikpakets ist eine signifikante Steigerung der übertragbaren Quer- und
Längsführungskraft durch die Reifen. Außerdem verbessert das Paket die Umströmung der Reifen und den
Luftstrom zum Kühlsystem. Die verschiedenen Flügelanordnungen erzeugen bei einer Geschwindigkeit von
30 m/s insgesamt 2200 N Anpresskraft.Abbildung 1: Aerodynamikpaket



Monocoque

Herzstück des Fahrzeugs ist das CFK-Monocoque, welches in Sandwichbauweise mit einem leichten Kern aus
Aluminiumwaben gefertigt ist. Diese Bauform bietet enorme Steifigkeit und verbindet alle Baugruppen des
Fahrzeugs. Der Lagenaufbau wird nach einer Simulation durch mechanische Tests validiert. Die Fertigung erfolgt
mittels Vakuuminfusion in einer Glasfaser-Negativform. Zur Sicherheit des Fahrers tragen eine Crashbox in der
Nase des Fahrzeugs sowie zwei Überrollbügel bei. Die Hochvoltelektronik sowie die Akkuzellen sind durch eine
Firewall vom Fahrer getrennt.


Abbildung 2: Querschnitt


Antriebsstrang

Die Planetengetriebe reduzieren die hohe Motorrehzahl von bis zu 20,000 U/min auf die erforderliche Raddrehzahl
und erhöhen im gleichen Maß das an den Rädern zur Verfügung stehende Moment auf 1300 Nm. Die Auslegung
basiert auf dem Lastkollektiv aus der Gesamtfahrzeugsimulation, welche die optimale Abstimmung aller
Fahrzeugkomponenten sicherstellt. Gewicht und kompaktes Design stehen im Fokus der Entwicklung, um die
ungefederten Massen sowie die Einflüsse auf die Aerodynamik auf ein Minimum zu reduzieren.

Abbildung 3: Drivetrain




Fahrwerk

Die veränderten Anforderungen an das Fahrwerk durch einen neuen Reifen und die zusätzliche Aerodynamik
machten eine komplette Neuentwicklung unumgänglich. Eine geänderte Fahrwerks- und Lenkkinematik macht das
volle Potential des Reifens zugänglich und sorgt für ein agiles Einlenk- und Bremsverhalten. Mit dem 3-DämpferSystem
gelingt es den aerodynamischen Anpressdruck abzustützen und gleichzeitig die Nickbewegung des
Fahrzeuges besser zu kontrollieren. Im Zusammenspiel mit einem bedeutend steiferen Stabilisator werden die
Bodeneffekte der Aerodynamik ausgenutzt. Um den fahrdynamischen Grenzbereich des 5E auszuloten, wurde
das Torque-Vectoring und die Antriebsschlupfregelung grundlegend für das neue Allradsystem überarbeitet.


Abbildung 4: Fahrwerk



Elektrik

Die gesamte Leistungselektronik des 5E ist selbstentwickelt. Der 600V-Akkumulator versorgt die Motoren und das
Bordnetz mit Energie. Das Batteriemanagementsystem überwacht Spannung sowie Temperatur jeder Akkuzelle
und gewährleistet die Sicherheit beim Laden und während der Fahrt. Die vier Umrichter wandeln den Gleichstrom
der Akkubox in Wechselstrom für die Motoren und regeln deren Leistung. Der Eigenbau basiert auf neuesten
SiC-Transistoren und ermöglicht eine Steigerung des Systemwirkungsgrades bei gleichzeitiger Einsparung von
Bauraum und Gewicht. Erstmalig wird auch Rekuperation unterstützt, wodurch während der Fahrt Energie an den
Akku zurückgeführt und die Effizienz erhöht wird


Abbildung 5: Elektrik