Covestro Sonnenwagen

6. Platz

bei der Bridgestone World Solar Challenge 2019

David Fewchuck Spirit of the Event Award

Unser Teamgeist und der Wille, nach dem Unfall nicht aufzugeben, überzeugte die Jury.

Event Safety Award

Wir beeindruckten die Jury mit den Sicherheitsvorkehrungen, welche die Gesundheit des Fahrers gewährleisten.

Technische Details

Nach der Entwicklung im Jahre 2018 und der Fertigung 2019 wurde der Wagen am 22.07.2019 der Öffentlichkeit präsentiert. Der Covestro Sonnenwagen kommt allein mit der Batterie mit einer Akkukapazität 5kWh 500km weit. Die 2,6m² Solarzellenfläche erzeugen dabei eine Peakleistung von einem Kilowatt.
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After development in 2018 and production in 2019, the car was presented to the public on 22.07.2019. Solely with the battery the Covestro Sonnenwagen can travel 500km. The 2.6m² solar cell surface generates a peak power of one kilowatt.

/// ELEKTROMOTOR /// 890 GAA-ZELLEN /// ALLRADLENKUNG /// STRUKTUR /// 5KWH BATTERIE /// AERODYNAMIK

/// ELEKTROMOTOR

Der Covestro Sonnenwagen wird angetrieben von einem selbstentwickelten Axialflussmotor mit einem Wirkungsgrad von >96%. Der Motor weist eine Nennleistung von 1kW auf, kann jedoch eine Peakleistung von 15kW erbringen.

/// 890 GAA-ZELLEN

Wir nutzen für den Covestro Sonnenwagen 890 Galliumarsenid-Zellen auf einer Fläche von 2,64m². Durch die hohen Wirkungsgrade und der sehr guten Temperaturbeständigkeit werden sie häufig in der Raumfahrt eingesetzt. Unsere Solarzellen erzeugen einen Ertrag von 1kW bei einem Wirkungsgrad von über 34%. Das Gesamtfahrzeugkonzept ergab beim Covestro Sonnenwagen das platzieren von Solarzellen in Bereichen, die während des Rennens zum Teil verschattet werden. Die Ergebnisse aus aerodynamischen Simulationen wurden dazu mit einem eigens entwickelten Verschattungstool verglichen.

/// ALLRADLENKUNG

Die Allradlenkung des Covestro Sonnenwagens besteht aus zwei verschiedenen Fahrmodi für High- und Lowspeed. Zum einen können wir bei hohen Geschwindigkeiten die Ausrichtung des Fahrzeugs zur Fahrtrichtung verändern und so die Anströmung des Covestro Sonnewagens bei Seitenwinden verbessern, zum anderen ermöglicht sie dem Fahrer eine gute Manövrierfähigkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten und dennoch kleinen Leitwinkeln.

/// STRUKTUR

Ein effizienter Wagen muss möglichst leicht gebaut werden. Mit CFK als Hauptmaterial wiegt der Covestro Sonnenwagen nur 164 kg. Der selbstentwickelte Überrollbügel sorgt zudem für die Sicherheit des Fahrers.

/// 5KWH BATTERIE

Unsere Batterie bestehet aus 418 Lithium-Ionen-Rundzellen mit einem Gesamtgewicht von 24,2kg.

/// AERODYNAMIK

Der Luftwiderstand des Covestro Sonnenwagens ist vergleichbar mit einem gewöhnlichen Außenspiegel eines PKWs. Damit wir den aerodynamisch besten Wagen entwickeln, optimieren wir nicht nur Winde von vorne, sondern nutzen Seitenwinde, um wie ein Boot zu segeln und dadurch unseren Widerstand nochmals zu reduzieren.

Topspeed

144 km/h

Gewicht

164 kg

Baujahr

2019

Reichweite

500 km

Wie haben wir den Covestro Sonnenwagen entwickelt?

Ein Solarauto umzusetzen bedeutet viel Arbeit. Alle Teams arbeiten mit voller Energie an unserem Ziel.

Die Allradlenkung ermöglicht die optimale Ausrichtung des Sonnenwagens zur Windrichtung und die geschlossene Carbonfelgen verhindern zusätzliche Luftverwirbelung im Innenraum.

Jan Wiartalla – Leitung Fahrwerk

Das Mechanik-Team stellt sich der Herausforderung, innerhalb von nur zwei Jahren ein innovatives und kompetitives Rennfahrzeug für das härteste Solarrennen der Welt zu bauen. Dafür gliedern wir uns in Expertengruppen wie bspw. Fahrwerk, Lenkung, Bremsen und Struktur, um in Abhängigkeit der persönlichen Kompetenzen und Erfahrungen bestmöglich zur Entwicklung beizutragen.

Sämtliche Abteilungen des Team Sonnenwagen Aachen stehen in ständigem und engem Austausch miteinander um zu gewährleisten, dass alle Einzelentwicklungen letztendlich in einem stimmigen Gesamtkonzept zusammenpassen. So können technische Fragen unmittelbar geklärt, Schnittstellen festgelegt und innovative Lösungen entwickelt werden. Denn wir sind überzeugt: ein Team ist mehr als die Summe seiner Mitglieder!

Die 890 Solarzellen erzeugen einen Ertrag von bis zu 1 kW bei einem Wirkungsgrad von 34% und bedecken eine Fläche von 2,6 Quadratmeter. Mit der 5 kWh große Batterie kann der Sonnenwagen 500 km bei 90 km/h zurücklegen. Der entwickelte Axialflussmotor erzeugt eine Nennleistung von 3 kW.

Christopher Herget – Leitung Elektrotechnik

Der klassische elektrische Antriebsstrang besteht aus Batterie, Inverter und Motor. Ein Solarauto weist zusätzlich ein Solarpaneel und die zugehörige Leistungselektronik auf. In Zukunft fahren wir also nicht nur elektrisch, sondern „tanken“ möglicherweise unsere Energie auch direkt aus der Sonne.Die Aufgabe unserer Abteilung ist es, die Energie der Sonne in Antriebskraft umzuwandeln. Dafür haben wir zunächst ein Solarpaneel aus hocheffizienten Solarzellen zusammengestellt, die sonst nur Anwendung in der Raumfahrt finden. So kann der Hauptenergiebedarf des Sonnenwagens während des Rennens abgedeckt werden. Um bei bewölktem Himmel nicht direkt anhalten zu müssen, haben wir außerdem eine kompakte Batterie mit hoher Energiedichte gebaut, die ein Zwischenspeichern der Sonnenenergie erlaubt. Um schließlich die elektrische Energie in mechanische Antriebskraft umwandeln zu können, haben wir einen eisenlosen Axialflussmotor entwickelt. Dieser wird mit einem speziell für Solarrennwagen optimierten Inverter betrieben.

Neben der Stromversorgung wird außerdem die Kommunikation aller elektrischen Komponenten untereinander über das Bordnetz realisiert. Damit wird mit dem Bordcomputer ein harmonisches Zusammenspiel der einzelnen Komponenten möglich.Um die Steuerung des Fahrzeugs zu ermöglichen, wurde ein Bordcomputer entwickelt, der mit allen elektrischen Komponenten des Fahrzeugs kommuniziert. Er fungiert als Schnittstelle des Fahrzeugs zum Fahrer. Dafür wurde unter anderem eine Elektronik zum Auslesen des „Gaspedals“ entwickelt und die zugehörige Ansteuerung des Inverters programmiert. Gleichzeitig sammelt der Computer alle Nachrichten und Daten, die die elektrischen Komponenten über das Bordnetz kommunizieren, und stellt diese über Funk dem Begleitfahrzeug des Sonnenwagens bereit. Auch dafür wurde die entsprechende Hardware mit zugehörigem Code entwickelt und implementiert. Dabei wurde beim Platinendesign neben Zuverlässigkeit das Hauptaugenmerk auf eine effiziente Umsetzung gelegt.

Die aerodynamische Design einer Tragfläche ermöglicht es uns den Segeleffekt zu nutzen. Im Vergleich zum Sonnenwagen aus dem Jahre 2017 haben wir den Widerstand halbiert.

Christoph Glasmacher – Leitung Aerodynamik

Am Anfang steht die Aero. Um bei der World Solar Challenge in Australien erfolgreich zu sein, ist ein aerodynamisches Design unverzichtbar.
Wir entwickeln die Außenhülle unseres Fahrzeug und sind darum maßgeblich für das Gesamtkonzept verantwortlich und stehen in engem Austausch mit den anderen Abteilungen.

Unser Ziel ist es, ein widerstandsarmes, fahrstabiles und auf die Fahrleistung optimiertes Design für unser Solarauto zu entwickeln. Wir sind überzeugt, dass unsere Entwicklungsarbeit dank modernster CFD-Simulationen, Windkanaltests, intelligenter Systemintegration und fortlaufender Modelloptimierung ein erstklassiges Design hervorbringen wird.

5327 Zeilen Code, 15 Monate Vorbereitung, 10^99000 Mögliche Geschwindigkeitsprofile, 370 Tage Wetterdaten, 10 Fahrzeugparameter

Felix Meyer – Leitung Fahrstrategie

Hier laufen alle Informationen über den Sonnenwagen, die Wetterlage und den Rennverlauf zusammen. Unsere Strategen bilden während des Rennens den Kopf des Teams. Mit ausgeklügelten Algorithmen und modernster Messtechnik bestimmen sie die optimale Geschwindigkeit und Lenkanstellung des Sonnenwagens.

Die Aufgaben umfassen die Übermittlung der Fahrzeugdaten, die Berechnung der schnellsten und zugleich energiesparendsten Geschwindigkeit und die Kommunikation zum Fahrer und dem Rest des Teams. Zusätzlich setzen die Strategen dieses Jahr auf eigene Wetter- und Streckenmessungen sowie eine intelligente Überwachung des Sonnenwagens. So sind sie der Konkurrenz immer einen Schritt voraus.