Formula Student: Welt­re­kord in Sekun­den­schnelle

Höchst­ge­schwin­dig­keit ist bei der Formula Student gefragt. Und das nicht nur auf der Straße: Bei dem inter­na­tio­nalen Wett­be­werb haben die Teams aus Studie­renden gerade einmal ein Jahr Zeit, um ein renn­taug­li­ches Fahr­zeug zu konzi­pieren, zu bauen und ihr Projekt der Jury gut zu verkaufen. Als tech­ni­scher Sponsor unter­stützt ebm-papst in der Schweiz die Nachwuchsingenieur:innen der ETH Zürich und der Berner Fach­hoch­schule – mit den DiaForce-Lüfter sogar beim Welt­re­kord.


Schlaf bekommt Sébas­tien Cavedon derzeit nicht allzu viel. Freie Zeit ist eben­falls Mangel­ware. Parallel zum Studium ist er für das Bern Racing Team im Einsatz. Doch wenn der 23-Jährige von seiner Arbeit dort spricht, ist von Müdig­keit nichts zu spüren. Cavedon ist CEO des Formula Student Teams, mit dem die Berner Fach­hoch­schule bei der Formula Student startet. Bei dem Wett­be­werb entwi­ckeln und bauen Studie­rende einsit­zige Renn­fahr­zeuge mit E-Antrieb und treten mit diesen gegen Teams aus aller Welt an. Am Ende bewertet die Jury nicht nur das Auto, sondern auch das Vertriebs­kon­zept auf Basis von Konstruk­tion, Kosten­pla­nung und Verkaufs­prä­sen­ta­tion.

Ein Blitz aus Bern

Cavedon studiert in Bern im dritten Jahr Auto­mo­tive Engi­nee­ring – und er brennt für den Renn­sport. Teil des studen­ti­schen Bern Racing Teams ist er daher bereits seit Beginn seines Studiums. „Das ist alles sehr zeit­auf­wendig, aber wir lernen dadurch extrem viel. Zum Beispiel, wie wir als Team zusam­men­ar­beiten oder auch, wie wir ein Projekt von Anfang bis Ende umsetzen“, sagt er. Aktuell läuft seine Lieb­lings­phase: Fahr­zeug­teile, die Indus­trie­partner für die Studie­renden gefer­tigt haben, kommen nach und nach in der Werk­statt an und der Bau von „Sajetta“ startet.

In Bern beginnt die span­nende Monta­ge­phase: Passen alle Teile, wie geplant? (Foto | Bern Racing Team)

In Zürich nimmt der Renn­wagen der ETH eben­falls Form an. (Foto | AMZ Racing)

So tauften die Studie­renden das Fahr­zeug für die Saison 2023/24 – Sajetta bedeutet Blitz auf Räto­ro­ma­nisch. „Die Montage ist für mich immer ein beson­derer Moment. Denn bisher haben wir den Renn­wagen nur auf digi­talen Konstruk­ti­ons­zeich­nungen gesehen, jetzt erwe­cken wir ihn zum Leben.“ Bei Sajetta legt das Team den Fokus auf ein möglichst geringes Gewicht. „Beim letzten Wagen haben wir auf die Zuver­läs­sig­keit geachtet, dieses Mal wollen wir ihn auf dieser Basis so leicht wie möglich auslegen.“ Als CEO arbeitet Cavedon in dieser Saison weniger am Design des Fahr­zeugs mit und kümmert sich statt­dessen um das Spon­so­ring. Neben der Orga­ni­sa­tion und Steue­rung des Projekts präsen­tiert er es also bei vielen Unter­nehmen, um die nötige finan­zi­elle und tech­ni­sche Unter­stüt­zung zu erhalten.

„Die Montage ist für mich immer ein beson­derer Moment. Denn bisher haben wir den Renn­wagen nur auf digi­talen Konstruk­ti­ons­zeich­nungen gesehen, jetzt erwe­cken wir ihn zum Leben.“

Sébas­tien Cavedon, CEO Bern Racing Team

Starker Partner

Als tech­ni­scher Sponsor unter­stützt ebm-papst die Studie­renden seit rund zehn Jahren mit seinen Produkten. Im aktu­ellen Fahr­zeug über­nehmen fünf EC-Lüfter die Kühlung der Hoch­volt-Fahr­zeug­bat­terie. Die Axial-Venti­la­toren drücken die Luft in die Batterie, die dann durch das gesamte System strömt, um die Zellen zu kühlen. „Die Venti­la­toren sind für uns extrem wichtig, denn die Renn­events finden im Sommer statt und da kann es – speziell in Kombi­na­tion mit der hohen Leis­tung – richtig heiß werden. Sie sorgen dafür, dass unsere Batterie nicht über­hitzt“, erläu­tert Cavedon. „Im Fahr­zeug haben wir wenig Bauraum und unsere Batterie ist sehr klein. Da passte die kompakte Baugröße der Lüfter perfekt“, betont der ange­hende Inge­nieur. „Mit der Qualität und Zuver­läs­sig­keit der Produkte von ebm-papst und dem Luft­strom, den sie uns liefern, sind wir sehr glück­lich. Außerdem arbeiten sie effi­zient und vor allem zuver­lässig.“ Bei der Auswahl der Kompo­nenten wurde das Team in der Daten­bank schnell fündig. „Wir haben dafür keine tech­ni­sche Unter­stüt­zung von ebm-papst benö­tigt, wissen aber, dass wir bei Bedarf jeder­zeit darauf zurück­greifen können“, betont Cavedon.

Fünf EC-Lüfter von ebm-papst kühlen die Hoch­volt-Fahr­zeug­bat­terie von „Sajetta“, dem Renn­wagen der Berner Studie­renden. (Rende­ring | Bern Racing Team)
Die Vehicle Control Unit kühlt Sven Haug mit einem EC-Lüfter von ebm-papst. (Foto | Sven Haug)

Neue Fähig­keiten lernen

100 Kilo­meter entfernt befindet sich Sven Haug eben­falls mitten in der Ferti­gungs­phase. Der 23-Jährige studiert in Zürich an der ETH Maschi­nenbau im fünften Semester. Als Fokus-Projekt wählte er die Formula Student und ist nun seit September 2023 teil des AMZ-Renn­teams. Seine Moti­va­tion: „Im Studium program­mieren wir relativ wenig und auch Elek­tro­technik machen wir nicht so viel. Hier mitzu­ma­chen ist daher eine super Ergän­zung, weil ich gerade in diesen Berei­chen viel lernen kann.“

In dieser Renn­saison ist er für die Vehicle Control Unit, kurz VCU, verant­wort­lich. „Das ist der Computer, der das ganze Fahr­zeug verbindet, also alle Sensoren und die Signale richtig leitet. Die Anwei­sungen für die Lüfter sendet oder regelt, wie viel Motoren-Torque ange­legt werden soll“, erläu­tert Haug. Ob alles wie geplant funk­tio­niert, wird sich in den kommenden Wochen heraus­stellen. Wie Cavedon sagt auch er: „Die Monta­ge­phase ist eigent­lich die schönste Phase. Auf der elek­tro­tech­ni­schen Seite schaue ich gemeinsam mit den Verant­wort­li­chen für die Leiter­platte, ob ihre Schal­tungen funk­tio­nieren, ob unsere Sensoren richtig einge­stellt werden können und wie wir sie para­me­trieren müssen. Dann können wir alles vorka­li­briert ins Fahr­zeug verbauen.“

„Uns gefällt vor allem die Zuver­läs­sig­keit der Lüfter. Sie sind extrem robust und gerade für ein Auto, das von Studenten selbst zusam­men­ge­baut wird, braucht man etwas Verläss­li­ches.“

Sven Haug, Vehicle Control Unit, AMZ Racing

Mit Unter­druck zum Welt­re­kord

Die Fahr­zeuge des ETH-Teams tragen tradi­tio­nell den Namen eines Schweizer Bergs. In dieser Saison gehen die Studie­renden mit „dufour“ an den Start. Neu ist seine Hybrid-Suspen­sion, also eine Aufhän­gung, die mecha­nisch und pneu­ma­tisch arbeitet. Auch dieses Mal setzen die Studie­renden auf den soge­nannten Power-to-Ground-Effekt. Den nutzte das Renn­team im Vorgän­ger­fahr­zeug „mythen WR“ und beschleu­nigte das E-Fahr­zeug dadurch von 0 auf 100 km/h – in weniger als einer Sekunde. Das ist Welt­re­kord.

Damit das gelingt, saugen im Rekord­fahr­zeug zwei Hoch­leis­tungs­ven­ti­la­toren die Luft unter dem Fahr­zeug heraus und erzeugen so einen Unter­druck, durch den sich das Fahr­zeug am Boden fest­saugt und die maximal über­trag­bare Kraft auf die Straße bringt. Den hohen Ansaug­druck gene­rieren zwei DiaForce-Kompakt­lüfter von ebm-papst. Die kegel­för­mige Deck­scheibe der Lüfter dreht sich mit. Dadurch ist die Austritts­öff­nung größer als die Ansaug­öff­nung und die Luft umströmt den Venti­lator in radialer und axialer Rich­tung, was den hohen Ansaug­druck ermög­licht.

Kleine Kraft­pa­kete

Auch im „dufour“ kommen verschie­dene Venti­la­toren von ebm-papst zum Einsatz. „Wir haben dieses Jahr ein Driver­less-Team, das den Renn­wagen ohne Fahrer steuern muss. Sie verwenden einen DC-Axial­lüfter zum Kühlen ihrer Compu­terbox“, erklärt Haug. Er selbst setzt Kompakt­lüfter unter­schied­li­cher Größen für die Kühlung des span­nungs­ge­steu­erten Oszil­la­tors und des Optical-Velo­city-Sensors ein, der die Geschwin­dig­keit des Fahr­zeugs misst. Der ange­hende Inge­nieur sagt: „Uns gefällt vor allem die Zuver­läs­sig­keit der Lüfter. Sie sind extrem robust und gerade für ein Auto, das von Studenten selbst zusam­men­ge­baut wird, braucht man etwas Verläss­li­ches.“ Schließ­lich spiele die Kühlung im Fahr­zeug eine wich­tige Rolle. „Dass die Lüfter wenig Energie verbrau­chen, ist ein klarer Vorteil. Dass sie zudem sehr kompakt bauen und leicht sind, hilft uns, Gewicht zu sparen und sie trotz beengtem Raum einzu­bauen. So kleine Lüfter zu finden, die aber noch genug Power haben, ist eine echte Heraus­for­de­rung. Darum sind wir froh, die von ebm-papst nutzen zu können“, fügt er hinzu.

Die nächsten Monate werden Sven Haug und Sébas­tien Cavedon auf jeden Fall arbeits­in­tensiv. Aber beide freuen sich schon auf die ersten Events und Rennen, die im Sommer 2024 anstehen. Dann wird sich zeigen, ob „Sajetta“ oder „dufour“ die Nase vorne hat und welches Team mit seinem Projekt am Ende über­zeugt.

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