Elektro-Rennwagen RSP21 Sapphire der Rennschmiede Pforzheim

Die ‚Rennschmiede Pforzheim‘ will in diesem Jahr erstmals mit einem selbstentwickelten Elektro-Rennwagen an dem Rennen Formula Student Electric (FSE) teilnehmen. Vor ihrer Qualifikation beziehungsweise Zulassung werden die Wagen – allesamt Prototypen – durch die Veranstalter technisch geprüft. (Quelle: Stöber Antriebstechnik)

In früheren Jahren konnte die Rennschmiede Pforzheim auf den großen Rennstrecken dieser Welt mit ihren Verbrennungsmotor-Rennwagen Erfolge feiern. 2019 wechselte das Rennteam in die Elektro-Klasse und entwickelte einen rein elektrisch angetriebenen Rennwagen, den RSP21 Sapphire. Um diese Herausforderung zu meistern, erhielt das Team Unterstützung durch Stöber Antriebstechnik aus Pforzheim – mit Antriebskomponenten und viel Know-how. Das Unternehmen ist normalerweise in der Industrieautomatisierung zuhause, und darum mussten die Motoren und die Antriebsregler „ein bisschen“ modifiziert werden, erklärte Stephan Scholze, Leiter des Management Centers Elektronik bei Stöber.

Um einen wettbewerbsfähigen E-Rennwagen zu bauen, waren zum Beispiel maximale Drehzahlen von etwa 10.000 Umdrehungen in der Minute gefragt sowie Motorleistungen von je 20 kW. Der Antriebsspezialist entwickelte dafür zwei hochdrehende Synchron-Servomotoren für die Hinterachse. „Wir haben dazu die Polpaarzahlen auf die geforderte Drehzahl angepasst“, sagte Dr. Florian Dreher von Stöber Antriebstechnik, der die Rennschmiede in Sachen Getriebemotoren betreut.

Stöber liefert Planetengetriebe und Antriebsregler

Zum Lieferprogramm gehörten auch zwei kompakte Planetengetriebe aus dem Stöber-Programm mit Übersetzung i=7 sowie zwei leistungsstarke Antriebsregler der Baureihe SI6. „Die Regler mussten wir in ihrer Größe etwas kleiner gestalten, damit sie in die windschnittig geformte Karosserie passen“, sagte Stephan Scholze. Um ihre Ansteuerung kümmerte sich das studentische Team – was keine leichte Aufgabe war.

Video zum Rollout des RSP 21

„Wir haben die Antriebsregler zudem mobil gemacht“, berichtete Scholze weiter. Normalerweise befinden sich diese Komponenten im Schaltschrank, im Rennwagen müssen sie dagegen in ein Gehäuse, das sie vor Schmutz und Nässe schützt. Wichtig ist zudem eine hocheffiziente Kühlung der Getriebemotoren, damit es zu keiner Überhitzung kommen kann. Die Rennschmiede entwickelte eine auf das Fahrzeug angepasste Wasserkühlung für die Motoren und Antriebsregler. Metallschäume in den Kühlplatten führen die Wärme noch besser ab. Im Prüffeld bei Stöber fanden und finden dazu umfangreiche Tests statt, aber auch etwa zur Beschleunigung des Fahrzeugs oder hinsichtlich des Strecken- und Fahrprofils am Hockenheimring.

Der Weg zur Teilnahme hat seine Hürden

Die Rennschmiede entwickelte die Konzepte in enger Abstimmung mit den Experten von Stöber und setzte diese dann eigenständig um, beschrieb Florian Dreher die Zusammenarbeit. Denn sie wissen genau, was sie benötigen – wie viel Drehmoment zum Beispiel an der Hinterachse wirken muss oder auch, wo die Komponenten montiert sein müssen. Wichtig ist, dass die Motoren und Getriebe für diese Aufgabe optimal aufeinander abgestimmt sind. Zusammen mit Stöber hat die Rennschmiede auch eine eigene Hochvolt-Batterie mit einer Nennspannung von knapp 520 V entwickelt.

Nun geht es darum, den Rennwagen fit für die Qualifikation zum Rennen zu machen. Denn die FSE ist ein Konstruktionswettbewerb, bei dem die FSE-Experten die Teams in Bezug auf Konzept, Planung und Fahrzeug bewerten. Weil alle E-Rennwagen Prototypen sind, müssen sie eine Reihe von Sicherheitsmaßnahmen und Regeln einhalten. Erfüllen die Teams mit ihren Wagen diese Grundvoraussetzungen, dürfen sie am Rennen teilnehmen. Geprüft werden unter anderem die Hochvolt-Batterie, die elektrische Sicherheit sowie alle sicherheitsrelevanten Bau- und Zubehörteile. Es darf keine Betriebsflüssigkeit austreten und die Regularien zum Überrollschutz müssen erfüllt sein. Dazu kommt die Einhaltung einer bestimmten Lautstärke und ein Bremsentest. Ob die Rennschmiede in Hockenheim antreten darf, um zu zeigen, dass ihr etwa 230 kg schwerer Sapphire auch fahrtüchtig ist, wird sich dann vor Ort entscheiden. Aktuell befindet sich die Rennschmiede noch auf der Warteliste. Bereits gesichert ist dagegen die Teilnahme des E-Rennwagens an dem Formula-Student-Rennen Alpe Adria in Kroatien Ende August.

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