Mit Stolz möchten wir zum Jahresende über unseren Projektfortschritt des Projektes „E16“ berichten. Trotz der widrigen Bedingungen rund um die Pandemie konnten wir das Projekt weiter vorantreiben und neue Studierende begeistert. Nachdem der digitale Zwilling im CAD größtenteils ausgereift ist konnten nun die ersten größeren FVK- Einbauten in das Chassis erfolgen. In Form von Studienarbeiten in der Fakultät Fahrzeugtechnik konnte die Auslegung, Konstruktion und Fertigung des Lenkungssystems sowie der Pedalerie realisiert werden. Durch den hierbei entstehenden Know-How Transfer profitierten unsere Studierenden enorm und die Beziehungen zur Hochschule wurden nachhaltig gestärkt. Zudem konnten Studierende auch außerhalb der FTAG am Projekt teilhaben, durch Ausschreibungen ist es uns gelungen, das Fahrzeugkonzept mittels eines aufwendigen Simulationsmodells zu validieren und auf Umsetzbarkeit zu prüfen. Auch das sich in Eigenentwicklung befindende Wechsel- Batteriesystem schreitet mit großen Schritten der Vollendung entgegen.
FVK- Arbeiten am Chassis im Detail:
Die Konstruktion der E16 sieht eine Reihe von aussteifenden und lasttragenden Einbauten im Rumpf vor. Zentrales Element ist dabei der Haubenrahmen, an den sich die Spante zur Aufnahme der Kräfte aus dem Fahrwerk und im Crashfall auch aus dem Überrollbügel anschließen. Erst die Aussteifungen durch diese Elemente ermöglichen es, die Außenhaut als Strukturelement mitzubenutzen, ohne dass es zu Beulversagen kommt. Die E16 benutzt also die sogenannte Halbschalenbauweise.
Der Haubenausschnitt der „nackten“ Duo-Rumpfschale wurde im ersten Arbeitsschritt seit dem Einlegen der Schalen im Februar 2019 mit einem Schaum-Sandwichkern und weiteren CFK-Lagen rundherum verstärkt. Die Belegung wurde dabei so gewählt, dass sowohl Biegebelastungen als auch die nicht unerheblichen Torsionsmomente bei unsymmetrischer Fahrwerksbelastung getragen werden können. Über die tragenden Lagen aus 540 g/m² CF-Biaxialgelege soll nach Fertigstellung aller strukturellen Einbauten noch eine Splitterschutzlage aus Aramidfasergewebe gelegt werden.
Nach der Fertigstellung des Haubenrahmens wurden die unteren Lagen des vorderen Überrollbügel-Spantes in die Rumpfschale eingelegt und die Sperrholz-Inserts zur Aufnahme der Anschraubpunkte des Überrollbügels in die dafür vorgesehenen Vertiefungen im Haubenrahmen eingeklebt. Dazu benutzen wir eine Vorrichtung aus Holz zum Positionieren der Anschraubpunkte, ohne dafür den fertig geschweißten Überrollbügel zu benötigen.
Nächster Arbeitsschritt war das Ausformen der Verschneidung von Haubenrahmen und Spant mit einem Schaum-Sandwichkern. Im unteren Bereich nach der Ausformung werden Aramidpapierwaben als Kernwerkstoff verwendet, da sie sich deutlich besser an die Krümmung der Schale anlegen als ein vergleichbar dickes Stück Schaum. Nach der Fertigstellung des Sandwichkerns wurden die oberen Lagen im Vakuumpressverfahren nass-in-nass mit den Wabenkernen eingelegt und damit der erste Spant strukturell fertiggestellt. Auch hier kommt eine multidirektionale Belegung aus 0° UD-Gewebe und +-45° Gelege zum Einsatz, damit der Spant sowohl Normalkräfte aus dem Überrollbügel als auch Schubspannungen aus der Verwindung aufnimmt.
Einkleben der Stützstoffe 
Fertiger Spant
Nächste Arbeiten an der Struktur sind unter anderem die Herstellung des hinteren Spantes für den Überrollbügel im gleichen Verfahren, das Anzeichnen der Ausschnitte für das Fahrwerk und die Fertigungsplanung der beiden Fahrwerksspante. Sobald diese und die entsprechenden Anbindungspunkte gesetzt sind, kann das Fahrwerk erstmalig zur Probe montiert werden und wir werden einen Eindruck erhalten, wie sich die E16 später im Betrieb präsentieren wird.
Lenkung und Pedalerie im Detail:
Mit der Lenkung ist das eine einfache Sache, könnte man denken. Doch hinter Lenksäule und Armaturenbrett wird sich bei der E16 ein komplexes mechanisches System aus Hebeln und Wellen verstecken.
Die Lenkmechanik selbst wurde nach Ackermann ausgelegt und weist Dank der Verwendung eines Wellengelenks sogar ein progressives Lenkverhalten auf, welches bei Geradeausfahrt ein stabiles und bei Kurvenfahrt ein agiles Lenkverhalten verspricht.
Nach langem Konstruieren ist die Lenkung der E16 mittlerweile in die Produktion gegangen. Die ersten Einzelteile wurden schon bei der ZMF oder in der FTAG Werkstatt gefertigt. Auch Faserverbundwerkstoffe fanden in der Lenkmechanik in Form eines ausgeklügelten Umlenkhebels Verwendung. Die Firma „Norelem“ hat die Montage der ersten Baugruppen mit gesponserten Normteilen unterstützt. Somit ist die Lenksäule mit Lagersitz für die E16 schon komplett fertig montiert und wartet bereits auf den Einbau in das Chassis.
Ähnliche Fortschritte konnten bei der Pedalerie erzielt werden. Auch hier wurde bereits begonnen Einzelteile wie Umlenkrollen und Lagerhülsen zu fertigen. Sowohl Brems- als auch Gaspedal sind aus +-45° und 0-90 CFK-Gewebelagen laminiert. Um die Ergonomie sowohl bei großen als auch kleinen Fahrern gewährleisten zu können sind die Pedale, ähnlich wie in unseren Flugzeugen, verstellbar konzipiert worden.
Batteriesystem im Detail
Die Entwicklung des Batteriesystems der E16 steckt in den letzten Zügen. Die meisten Elektronik- und Gehäusekomponenten sind fertig entworfen und werden nun Stück für Stück gefertigt und erprobt. Dankenswerterweise konnten HV-Stecker von „TE Connectivity“ und ein Mess-Shunt von „Isabellenhütte“ zur Verfügung gestellt werden, was einen enormen Mehrwert darstellt.
Die 60V-Batterie besteht aus 280 Zellen mit einer Gesamtkapazität von 3.5 kWh. Insgesamt 4 Balancermodule des Batteriemanagementsystems sorgen dafür, dass ein sicherer Betrieb gewährleistet werden kann. Sie überwachen permanent die einzelnen Zellspannungen im Betrieb und gleichen beim Laden die einzelnen Zellspannungen aneinander an. Gesteuert werden die vier Slavemodule durch einen zentralen BMS-Master, welcher die Schnittstelle zum Rest des Fahrzeugs herstellt.
Für die Kommunikation wird ein CAN Bus verwendet, über welchen das BMS Daten an das Display im Cockpit senden kann. In der Batterie übernimmt ein IVT-Stromsensor die Strommessung, mit dessen Hilfe auch die verbliebene Restkapazität, sprich der Ladezustand, ermittelt werden kann.
Unabhängig vom BMS in der Batterie, sitzt fest im Fahrzeug verbaut ein sogenannter Watchdog, welcher im Bedarf die Batterie über Relais abtrennt und ebenfalls redundant die Spannung und den Strom überwacht. Zuletzt wurden Messungen an den verwendeten Lithium-Ionen Zellen INR18650-30Q von Samsung durchgeführt. Hierbei wurden die Zellen über 3 Tage hinweg schrittweise entladen. Die Ergebnisse helfen später im Betrieb die Kapazitätsbestimmung der Batterie zu validieren, da sich durch die Stromintegration ein Messfehler aufintegrieren wird.
Auch beim Batteriegehäuse geht es voran. Zuletzt wurden die Zellhalter für die Batterie in der ZMF der Hochschule in Auftrag gegeben und das Gehäuse der Batterie nimmt Gestalt an. Die Seitenwände wurden mit dem Boden verklebt und die fehlenden Bodenstücke aus Kohlefasergewebe mit einer Deckschicht zur Isolation aus Glasfasergewebe laminiert.
E16 Batterie Rendering mit einem Zellblock 
FVK Gehäuse