Die Formula Student ist der größte und renommierteste Wettbewerb für Nachwuchsingenieure weltweit und zieht Studierende aller Länder an – seit 1998 auch in Europa. Seit dem Jahr 2010 wird bereits elektrisch gefahren und insbesondere die Rekordjagd für die schnellste Beschleunigung von 0 auf 100 km/h hält die Teams in Atem. Nun allerdings scheint es, als sei dem Akademischen Motorsportverein Zürich (AMZ) – das Team aus Studierenden und Alumni der ETH Zürich und der Hochschule Luzern – ein großer Wurf gelungen: Im September 2023 gelang es AMZ Racing mit ihrem Elektro-Rennwagen, die alte und offiziell im Guinness-Buch verzeichnete Bestmarke der Universität Stuttgart aus dem Jahr 2022 zu unterbieten – auf sage und schreibe 0,956 Sekunden, eine Verbesserung um über ein halbe Sekunde! Aufgezeichnet wurde der Beschleunigungs-Weltrekord mit einem optischen Sensor von Kistler zur Messung der Fahrdynamik. Die Resultate wurden anschließend mit der Kistler Software jBEAM analysiert, die unter anderem bei der Entwicklung und Prüfung von Elektrofahrzeugen eingesetzt wird.
AMZ Racing misst Beschleunigungsrekord für Elektroautos mit optischem Sensor von Kistler
Studierende und Alumni der Schweizer Technischen Hochschulen unter Führung der ETH Zürich haben es erneut in das Guinness-Buch der Rekorde geschafft, diesmal mit einer wahren Fabelzeit: Ihr vollelektrischer Rennwagen schaffte es von 0 auf 100 km/h in unter einer Sekunde – offiziell gemessen mit dem optischen Sensor Correvit SF-Motion von Kistler zur Messung der Fahrdynamik.
Von der Theorie zur Praxis und darüber hinaus
Doch der Reihe nach: Seit 2006 entwickelt AMZ Racing jedes Jahr ein vollständig neues Auto, um den Studierenden die Möglichkeit zu geben, ihr theoretisches Wissen in der Praxis anzuwenden und im Wettbewerb mit anderen Hochschulteams auf die Probe zu stellen. Dabei fahren die Schweizer seit 2010 nicht nur vollelektrisch in der Weltspitze mit, sondern verfügen zusätzlich über ein autonomes Fahrsystem mit dem sie ebenfalls führend sind. Jonas Hauser, der vor dem Abschluss seines Maschinenbaustudiums steht, ist im dritten Jahr bei AMZ Racing. 2023 war er für Getriebe und Fertigung der Elektro-Rennwagen zuständig und ist nun als CEO in die Führungsriege aufgerückt. Er berichtet: „Unser neues Auto hat wieder viele besondere Eigenschaften: Vom integrierten autonomen System, das uns zum erfolgreichsten Driverless-Team der Welt macht, über unsere einzigartige hydraulische Federung bis hin zu selbst entwickelten Komponenten wie Wechselrichter und Elektromotor.“
Messtechnik entscheidend für Prüfung von Elektrofahrzeugen
Die Ingenieure von AMZ Racing griffen für den Weltrekordversuch auf das Auto von 2019 namens „mythen“ zurück, das vollständig überholt und optimiert wurde, um die höchstmögliche Beschleunigung zu erreichen. Eine aktive Aerodynamik sorgt dafür, dass das Fahrzeug per Unterdruck stärker auf den Asphalt gedrückt und – in Verbindung mit einem neuentwickelten Antriebsstrang – die Kraftübertragung der Reifen maximiert wird. Am 1. September 2023 schlug dann die große Stunde:
„Es ist uns gelungen, das erste Mal überhaupt mit einem Elektroauto in unter einer Sekunde von 0 auf 100 km/h zu beschleunigen – das ist ein absoluter Meilenstein. Ohne Kistler wäre die Messung des Beschleunigungs-Weltrekords so nicht möglich gewesen.“
Jonas Hauser, CEO von AMZ Racing
Der vorne im Fahrzeug in der Nähe des Fahr- und Bremspedals angebrachte optische Sensor Correvit SF-Motion (2059A) ist ein innovativer Sensor zur Messung der Fahrdynamik, der in der Lage ist, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Weg eines Fahrzeuges berührungslos, hochgenau und mit geringer Signalverzögerung zu messen. Seine einzigartige optische Messtechnologie macht ihn weitestgehend unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen wie Erschütterungen, Hitze oder Feuchtigkeit und auf jedem Untergrund einsetzbar.
Für die Datenauswertung stand AMZ Racing außerdem die Software jBEAM Lab von Kistler zur Verfügung, die eine schnelle und variable Visualisierung und Auswertung erlaubt. Ihre vielfältigen Funktionen machen die Messdatenanalyse-Software jBEAM zu einem sehr leistungsfähigen Werkzeug für verschiedenste Aufgaben in der Automobilforschung und -entwicklung, zum Beispiel bei der Prüfung von Elektrofahrzeugen. Roberto D`Amico, Head of Business Development Vehicle Testing bei Kistler, kommentiert: „Messbare Verbesserungen zu erreichen ist die Grundlage für Innovation. Wir von Kistler stehen mit unserer Technologie hinter Innovatoren wie AMZ, um solche Verbesserungen genau festzuhalten.“
Genaue Messdaten bei Spitzenbeschleunigung von 3,81 g
Tatsächlich wurde die Geschwindigkeit von 100 Stundenkilometern bereits nach 12,24 Metern erreicht sowie zwischenzeitlich eine Beschleunigung von 3,81 g gemessen! All diese fahrdynamischen Messgrößen konnten dank direkter CAN-Anbindung aus den Logdaten des optischen Sensors Correvit SF-Motion ausgelesen werden. Vor Ort war auch Gabriel Winterstein, Systementwickler Fahrdynamik bei Kistler, um bei der Datenauswertung und -validierung zu unterstützen: „Der Sensor verfügt über einen integrierten Kalman-Filter, der ein rauschfreies, hochgenaues Geschwindigkeitssignal zur Verfügung stellt sowie die Beschleunigungswerte und Drehraten in den drei Achsen. Diese Messwerte werden 500-mal pro Sekunde an das Steuergerät des Fahrzeugs sowie die externe Datenerfassung geschickt.“
Im Steuergerät wurden die Daten des optischen Sensors zur Messung der Fahrdynamik für die Traktionskontrolle verwendet. Außerdem wurden sie intensiv genutzt, um die Regler zu testen und einzustellen. Für den offiziellen Rekord waren jedoch die Zertifizierung des Sensors und seine Messeigenschaften entscheidend. „Damit war es einfach für uns, den Rekord von Guinness World Records offiziell bestätigen zu lassen“, erklärt Hauser. „Wir sind sehr froh, dass wir mit Kistler den richtigen Partner an der Hand haben, um solche herausfordernden Messaufgaben zu lösen. Die Genauigkeit des Sensors ist sehr wichtig: Denn für die finale Zeit wird ja die Messtoleranz hinzuaddiert – je genauer also der Sensor, desto geringer die gemessene Zeit.“
Als Partner von Fahrzeugentwicklern weltweit und mit jahrzehntelanger Tradition ist Kistler stolz darauf, selbst schwierige Messaufgaben unter Extrembedingungen zu lösen. Dafür steht nicht nur die Technologie der optischen Sensoren der Correvit-Reihe, sondern ein breites und innovatives Spektrum an Lösungen – für Fahrdynamik, Betriebsfestigkeit, Reifentests und mehr – die sich seit Langem als wertvolle Begleiter bei der Entwicklung und Prüfung von Elektrofahrzeugen bewährt haben. Jonas Hauser drückt abschließend seinen Dank aus: „Wir arbeiten seit vielen Jahren mit Kistler zusammen und es ist für uns klar, dass sie der beste Ansprechpartner sind, wenn es um hochpräzise Sensoren geht. Wir waren deshalb sehr erfreut, dass Kistler uns erneut unterstützt hat. Ohne Kistler wäre ein Weltrekord in dieser Weise nicht möglich gewesen.“
