Scientific news ticker october 2018

30.11.-1 -

E-Mobilitätsforschung -Alltagstauglichkeit des Prototyps eZTR

Oktober 2018 Für unsere technische Entwicklungsarbeit im Bereich der Fahrzeugkonzeption rund um den elektrischen Antriebsstrang gibt es wohl keinen besseren Test als den reale Einsatz entwickelter Fahrzeuge unter extremen Bedingungen.
Getragen durch positive Rallye-Vorerfahrungen entschloss sich das Editha-Team dieses Jahr zur Teilnahme an der e-Mobilitäts-Rallye WAVE Trophy Austria 2018 mit dem Ziel, sowohl das eigenentwickelte Fahrzeug als auch die benötigte Infrastruktur für die Elektromobilität hinsichtlich Einsatztauglichkeit abzuprüfen. Die WAVE TROPHY ist die größte rollende E-Mobil-Veranstaltung der Welt für Elektroautos, Elektro-Bikes und S-Pedelecs. Die Route Austria 2018 ging vom 21.-29. September 2018 über 1600 km und 40 Etappenorte durch ganz Österreich.
Die vorgegebene Strecke wurde durch beide Teams sehr souverän absolviert. Nach 1821 km erreichten beide Teams erfolgreich das Ziel, auch wenn es nicht immer einfach war die doch hin und wieder auftauchenden technischen Optimierungspotentiale am eZTR zu beheben.

Die Fahrzeugindustrie greift in der technische Entwicklungsarbeit in aller Regel auf Testgebiete zurück, welche extrapolierte Anforderungen an die entwickelten technischen Systeme stellen. Leider stehen uns diese nicht zur Verfügung und es fehlt auch an Zeit um umfangreiche Test durchzuführen. Getragen durch erste Vorerfahrungen aus dem Jahre 2011 - ein Mitarbeiter des IAFs hatte im Rahmen seiner damaligen Ausbildung mit einem Kooperationspartner an einer Elektromobilitätsrundfahrt teilgenommen - entschloss sich das Editha-Team dieses Jahr zur Teilnahme an der e-Mobilitäts-Rally WAVE Trophy Austria mit dem Ziel, sowohl das eigenentwickelte Fahrzeug als auch die benötigte Infrastruktur für die Elektromobilität hinsichtlich Einsatztauglichkeit abzuprüfen. Gleichzeitig eröffnete die Teilnahme in einem Startfeld von ca. 70 E-Fahrzeugen unterschiedlicher Ausprägung einen umfangreichen Einblick bezüglich des derzeitigen Standes elektromobiler Anwendungen beim Endkunden, also letztendlich auf der Straße.

Bild 1 Streckenprofil und Route der WAVE Trophy Austria 2018

Bild 1 verdeutliche die zurückzulegende Strecke der Wave Rally in Österreich und zeigt gleichzeitig das zu absolvierende Höhenprofil, für den e-ZTR. Dieses war sehr anspruchsvoll und fordernd, waren uns bisher nur Testfahrten im Harz möglich. Zwei Teams starten am 20.09.2018 in Richtung Süddeutschland, um sich dem 10tägigen Wettbewerb zu stellen. Unser Prototyp, der eZTR wurde für diesen Langstreckentest vorbereitet. So wurde ein transportables Schnellladesystem entworfen, welches im Servicefahrzeug, einem eGolf mit auf die Reise ging. Neben der Erlangung von Erkenntnissen zur Alltagstauglichkeit stand auch die Bekanntmachung unseres neuen interdisziplinären Studiengangs zur Elektromobilität mit auf der Tagesordnung.

Die vorgegebene Strecke wurde durch beide Teams sehr souverän absolviert. Nach 1821 km erreichten beide Teams erfolgreich das Ziel, auch wenn es nicht immer einfach war die doch hin und wieder auftauchenden technischen Optimierungspotentiale am eZTR zu beheben. Die Herausforderungen aufgrund der Streckenführung waren maßgeblich folgende:

Größter Anstieg/Gefälle der Strecke 20 % über mehrere km thermische Maximalbelastung von Motor und Batterie)
Längste Etappe von ca. 320 km pro Tag Funktionsweise Ladesystem (Boostersystem im Servicefahrzeug, thermische Konditionierung Batterie)
Fahreigenschaften des Antriebsstranges bei unterschiedlichen Witterungs- und Fahrbahnbedingungen hier: Steigung und Gefälle bei Schnee und Eis
Gesamtbelastbarkeit des Systems beim schnellem Wechsel von Fahr- und Ladezyklen

Von besonderem Reiz und Anspruch waren deshalb Etappen, welche z.B. auf das Großglocknermassiv führten. Neben einigen kritischen Fahrsituationen, welche auch teilweise auf technische Zustände des Fahrzeuges zurückzuführen waren, ergab sich zusammenfassend folgende während der Teilnahme notwendigen Eingriffe ins Fahrzeug bzw. die Routenplanung:

Bild 2: Etappe Hochalpenstraße Großglockner

Grenzwertige Belastung des luftgekühlten Motors bis zur Abschaltung Lösung: Reduzierung des Gesamtgewichtes des Fahrzeuges
Thermische Belastung der Akku-Packs im Dauerbetrieb, d.h. permanenter Wechsel zwischen Schnell-Ladung und extremen Fahrbetrieb Lösung: Reduzierung vom Ladestrom, zukünftig aktive Kühlung
Schwieriges Handling des Einrad-e-Antriebs auf nasser/feuchter Fahrbahn bei Steigung/ Gefälle beim Beschleunigen/ Rekuperieren Lösung: Reduzierung der Leistung des Fahrantriebs-Rampe Controller
Defektes BMS durch Kontaktprobleme der Cellboards Lösung vor Ort: Remontage langfristig: Wechsel des BMS auf automotiv-taugliches System

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Eigenfahrzeugentwicklung eZTR grundsätzlich den gestellten Anforderungen gewachsen war. Für die Zukunft jedoch kann festgehalten werde, dass viele der prototypisch verwendeten Bauteile im eZTR eine höhere Zuverlässigkeit benötigen. Die Leistungsfähigkeit von Batteriesystemen ist technisch noch nicht ausgereift. Dieses betrifft auch einen umfänglichen Teil der Serienfahrzeuge, welche ähnliche Schwierigkeiten bezüglich des Wechsels von Fahrzyklus und Schnellladezyklus aufwiesen. Die Ladeinfrastruktur, zumindest in Österreich war ausreichend und weitgehend funktionstüchtig, wenn auch nicht überdimensioniert. Hier hat Deutschland noch etwas Nachholebedarf. Als Ladesystem, zumindest entlang der Hauptstraßen, wird sich wohl das Gleichstromladen durchsetzen, wobei sich hier wieder ein technischer Anpassungsaufwand für die Fahrzeugtechnik, insbesondere für die Temperierung des Batteriesystems, ergibt. Besonders erwähnenswert sein hier nochmal das erfolgreiche Zusammenspiel von Fahrzeugteams und zuhausegebliebenen Mitarbeitern der OVGU in Magdeburg bezüglich der medialen Begleitung der Aktion. Die exponierte Darstellung des eZTR im Teilnehmerfeld, als eines der wenigen prototypischen Fahrzeuge, ermöglichte uns eine breite mediale Wirkung auch in der überregionalen Medienlandschaft.

Bild 3: Der eZTR war WAVE-Lieblings-Fahrzeug bei Presseterminen und Bevölkerung

Kontakt: Dipl.-Ing. Gerd Wagenhaus

Detailbericht Newsblog WAVE Trophy 2018

mit Dank an die Teilnehmer: Team „Otto Uni Magdeburg“ (Ulf Bergmann, Sebastian Waldleben) startet mit dem VW eGolf. Team „Editha Uni Magdeburg“ (Stefan Lüdecke und Kai Seidensticker) startet mit dem Forschungsfahrzeug eZTR