Ambitioniert und mit vielen Innovation im Fahrzeug will das „EPFL Racing Team“ zur Spitze in der Formula Student aufschließen. Dafür investierte es auch in eine leistungsfähigere Hochvolt-Batterie. Ein Dichtungshersteller aus der Schweiz unterstützte das Vorhaben mit Material und Knowhow.

Die Formula Student ist ein Wettbewerb angehender Ingenieure. Studierendenteams aus über 50 Ländern und Hunderten von Universitäten entwerfen und bauen dafür eigene Boliden. Punkte sammeln sie in statischen Disziplinen neben und in dynamischen auf der Rennstrecke.

An der École Polytechnique Fédéral de Lausanne (EPFL) formierte sich 2017 das „EPFL Racing Team“. 2019 nahm es erstmals an Wettbewerben teil. Mittlerweile besteht es aus rund hundert Studierenden und konstruierte seinen vierten Rennwagen „Ariane“ für die Saison 2023.

Boliden erreichen rund 100 km/h

Die Studierenden des EPFL Racing Teams bauen jedes Jahr einen neuen Rennwagen: Im September startet das Design, bis Mai sind die Autos einsatzbereit. Im Juni folgen eine Testphase und ab Juli die Wettbewerbe. Die Fahrer werden jeweils bei einem teaminternen Karting-Event in der Schweiz erkoren.

„Mit Ariane wollten wir zu den führenden Teams aufschließen», erzählt Etienne Hofstetter, der mit seinem Team für die Hochvolt-Batterie verantwortlich ist.

In den ersten Jahren habe man es ins Mittelfeld geschafft. Entscheidend für den Erfolg auf der Strecke sind vor allem Beschleunigung, Wendigkeit und Zuverlässigkeit der Autos. Auf den relativ kurzen Geraden erreichen sie rund 100 km/h.

Strenge Inspektionen für kompetitives Kräftemessen

Die Wettbewerbe finden teils auf renommierten Rennstrecken statt wie dem Hungaroring oder dem Hockenheimring. Sie dauern jeweils eine Woche und beginnen mit Inspektionen des Gefährts. Nur wer sie besteht, wird zu den dynamischen Wettbewerben zugelassen. Es gibt beispielsweise Konzeptpräsentation gegenüber Richtern, die Ingenieurskompetenz und Geschäftssinn bewerten. Getestet wird etwa auch die Beschleunigung auf Geraden. Der krönende Abschluss bildet das Endurance-Rennen. Gewertet wird auch die Effizienz: Wie viel Energie benötigen die Wagen für die erreichte Zeit?

Für die Teilnahme gibt es ein komplexes 130-seitiges Regelwerk, der größte Teil davon dreht sich um die Sicherheit.

„Auf die neue Saison hin erhöhte der Verband die Anforderungen der Batteriekonstruktion bezüglich Brandschutznormen“, erzählt Etienne Hofstetter.

Dabei geht es um strukturelle Kunststoffteile. Sie halten die zusammengelöteten Batteriezellen zusammen und schützen diese. Bisher hatte das Team das Material dafür über den Online-Shop des Dichtungsherstellers Angst+Pfister bestellt, sogenannte POM-C-Platten, und fertigte die Teile dann selbst an.

Racing Team suchte nach kompetentem Partner

Neu benötigte das Batterieteam Werkstoffe nach Brandschutznorm UL94-V0, um mit dem Regelwerk 2023 konform zu sein. Das ist Material, bei dem Flammen innerhalb von zehn Sekunden verlöschen müssen und maximal 30 Sekunden nachglimmen dürfen.

„Eine Recherche zeigte, dass das bisherige POM-C die Brandschutznorm nicht erfüllt, aber wir uns Hochleistungskunststoffe wie PEEK nicht leisten konnten. Wir benötigten ziemlich viel Rohmaterial, das zugefräst werden muss“, so Etienne Hofstetter. Also wandte er sich an Angst+Pfister.

Design wurde optimiert

„Mit diesen Anforderungen und der Temperaturbeständigkeit kam tatsächlich nur PEEK infrage“, sagt Marco Reichlin, Business Segment Leader Plastics Technology von Angst+Pfister in der Schweiz.

PEEK sei der Alleskönner unter den Kunststoffen, was sich allerdings auch in seinem Preis niederschlage. Das Unternehmen ließ sich von der Begeisterung der Studierenden anstecken und wollte sie treffen.

„Junge talentierte Leute mit Zielen – die sind gesucht! Gerne verpflichteten wir uns als Silver Sponsor, stellten nicht nur Material zur Verfügung, sondern produzierten auch die Fertigteile in unserem Dreh- und Fräscenter in Embrach.“

Mauro Carenza war der verantwortliche Product Application Engineer bei Angst+Pfister, der nebst viel Erfahrung auch sein Material- und Engineering-Knowhow einbringen konnte.

„Er schlug eine spezielle Montage der Teile vor, die uns unbekannt war. Deshalb optimierten wir nach seinen Inputs unser Design nochmals“, sagt Etienne Hofstetter. „Der technische Fortschritt vom ersten zum heutigen Wagen ist beachtenswert», lobt Marco Reichlin. Auch das Zusammenspiel der einzelnen Teams für Chassis, Elektronik, Antrieb und so weiter sei beeindruckend.

Positive Entwicklung für das EPFL Racing Team

Im Juli startete das EPFL Racing Team am ersten Formula-Student-Wettbewerb in der Schweiz, beschränkte sich aber noch auf statische Disziplinen. Dabei holte das Team gleich zwei Podestplätze: Bei den Wettbewerben „Cost and Manufacturing“ und „Engineering Design Event“ belegte es jeweils den dritten Rang. Das stimmte optimistisch für die anstehenden Wettbewerbe. Auf dem Hungaroring passierte dann allerdings ein Malheur beim Bremstest fürs autonome Fahren, der Wagen schrammte eine Pylone, wobei die Lenkstange zu Bruch ging.

Eilends stellten Teammitglieder in Lausanne neue Teile her und brachten sie zum nächsten Event im Autodrom Most in Tschechien. Dort konnte das Team erstmals zu dynamischen Wettbewerben antreten und schaffte die schnellste Beschleunigung in der Team-Geschichte. Das reichte für Platz 8 von 36. Hinzu kam ein fünfter Platz in der Kategorie „Cost and Manufacturing“. „Da wollten wir hin“, freut sich Etienne Hofstetter.

In Hockenheim in Deutschland folgte schlussendlich der wichtigste Event. Das EPFL-Team überzeugte mit einem 13. Platz (von 71 Teams) beim Engineering Design.

„Mein persönliches Highlight war die tadellose Batterie-Inspektion mit Lob von den Inspektoren. Die bestehen die Wenigsten auf Anhieb.“ Da gehe auch ein Dank an Angst+Pfister. „Sie ermöglichten uns, eine sehr professionelle Batterie zu präsentieren.“