Die Teilnahme am diesjährigen Shell Eco-marathon war etwas ganz Besonderes, denn sie erfolgte erstmalig mit einem Wasserstofffahrzeug. Ziel des Wettbewerbs ist das Zurücklegen einer möglichst großen Distanz mit dem Energiewert von nur einem Liter Benzin. Gefahren wird in zwei Kategorien: Prototype und Urban Concept.
Historie
Die letzte erfolgreiche Teilnahme von High Efficiency Karlsruhe (HEK) beim Shell Eco-Marathon (SEM) liegt bereits ein paar Jahre zurück: Im Jahr 2018 trat das Team in Weybridge (England) mit einem Fahrzeug der Klasse Prototype mit Verbrennungsmotor an. Das Ergebnis: 578 km mit einem Liter Benzin. Beim anschließenden Wettbewerb im Jahr 2019 hatten die Studierenden leider weniger Erfolg und mussten Weybridge ohne gültigen Wertungslauf verlassen.
Auch im darauffolgenden Jahr gab es einige Herausforderungen: Parallel zum Auftakt der Jugendbewegung „Fridays for Future“ zeigte sich im Jahr 2020 ein stark nachlassendes Interesse der Studierenden an Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Zusätzlich erschwerte die Pandemielage die Weiterentwicklung des Projekts erheblich.
Kurz darauf folgte die Entscheidung zum Umstieg von Verbrennungsmotor auf Brennstoffzelle als Antrieb. In den nachfolgenden Jahren zeigte sich ein mäßig ansteigendes Interesse am Projekt. Jedoch: Ohne Erfolge keine Werbung. Trotzdem gelang es dem Team, nach und nach in einer Reihe kleiner Projekte alle notwendigen Komponenten für das Brennstoffzellenfahrzeug zu entwickeln und zu beschaffen.
Im Frühjahr 2024 dann der Umbruch: Teresa Schmieder, ehemalige Fahrerin von 2019, startet einen neuen Versuch und macht Werbung für das Projekt. Mit großer Wirkung: Anfang des Sommersemesters 2024 steht ein 26-köpfiges Team höchst engagierter Studierender (5 Studentinnen und 21 Studenten aus den Fakultäten EIT und MMT aus Bachelor- und Masterstudiengängen Mechatronik, Automotive System Engineering, Maschinenbau und Elektrotechnik).
Zu diesem Zeitpunkt ist das Fahrzeug jedoch keineswegs fertig. Es fehlt ein passender Antrieb (Brennstoffzelle (BZ) - Motor - Getriebe). Und auch das Wasserstoffsystem steckt noch in den Anfängen.
Doch das hochmotivierte Team zeigt vollen Einsatz: Nach nur 3 Wochen ist der provisorische, Antrieb fertig, nach 6 Wochen ist das Auto startklar für den Wettbewerb - allerdings ohne einen einzigen Meter Probefahrt. Diese beeindruckende Entwicklung wird nur durch einen enormen Arbeitseinsatz des Teams mit der einen oder anderen Nachtschicht ermöglicht.
Gleichzeitig werben die Studierenden ca. 5000,- € Sponsorengelder ein, um die Kosten für das Material und die Reise zum SEM 2024 in Nogaro (Südfrankreich) zu decken.
SEM 2024
Mit drei Fahrzeugen und insgesamt 15 Personen geht es Mitte Mai, nur 6 Wochen nach Projektstart, zum Wettbewerb.
Bevor sie auf die Strecke gehen, müssen alle Teams der Kategorie Prototype eine Reihe von technischen Prüfungen, die sogenannte technische Inspektion, bestehen. Für einige ist es das einzige Ziel, diese Prüfung erfolgreich zu absolvieren. Das Team High Efficiency Karlsruhe (HEK) schafft diesen bedeutenden Schritt trotz des völlig neuen Antriebs nach einigen Nachbesserungen an den Bremsen und am Wasserstoffsystem. Das allerdings nicht ohne Nervenkitzel: Nur 8 Minuten vor dem offiziellen Ende der technischen Inspektionen erhalten die Studierenden endlich die Freigabe und dürfen mit ihrem Fahrzeug auf die Rennstrecke gehen. Die technische Inspektion ist bestanden und damit ein weiterer großer Schritt gegangen.
Leider wird das mit dem Fahren auf der Rennstrecke jedoch erst einmal nichts. Außer ein paar kleinen Runden in einem Testbereich macht das Team aufgrund von Problemen mit dem Wasserstoffsystems keine Probefahrten. Mit dieser Herausforderung kämpfen mehrere Fahrzeuge der gleichen Klasse.
Am Ende schafft es das Team dann doch noch, das Fahrzeug fit für den Wettbewerb zu machen. Zu diesem Zeitpunkt bleiben noch zwei von ursprünglich acht Wertungsläufen, dann ist der Shell Eco-marathon 2024 vorbei.
Im ersten Wertungslauf gibt es Probleme mit einer durchrutschenden Riemenscheibe. Überraschenderweise gelangt das Team zwar ins Ziel, allerdings mit einer Überschreitung der zulässigen Höchstzeit von 38 Minuten. Der Wertungslauf ist ungültig, doch die Studierenden fassen Mut.
Im zweiten Wertungslauf klappt dann endlich der Durchbruch: Keine weiteren Pannen, dazu eine nahezu perfekte Geschwindigkeit. Teresa Schmieder, Fahrerin und Teamleiterin, bringt das Fahrzeug auf dem Circuit Paul Armagnac nach 10 Runden, knapp 16km sowie 36,5 Minuten ins Ziel. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: 304 km mit einem Kubikmeter Wasserstoff. Dies entspricht einem neuen Rekord der Hochschule Karlsruhe (924 km mit der Energie eines Liters Benzin, das bisher beste Ergebnis lag bei 689 km/l mit Verbrennungsmotor). Mit diesem Ergebnis erreichten die Studierenden den 4. Platz in der Kategorie Prototypen-Fahrzeuge.
Mit dem erfolgreichen Abschluss des Wettbewerbs geht eine sehr intensive und gleichzeitig für alle Beteiligten schöne Zeit zu Ende. Doch das Projekt geht selbstverständlich weiter: Für die kommende Zeit gibt es bereits viele Ideen und ein vielversprechendes Entwicklungspotenzial.
Im Namen der Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik und der gesamten Hochschule Karlsruhe möchten wir dem Team zu dieser beeindruckenden Wettbewerbsleistung gratulieren. Herzlichen Glückwunsch!
Im Rahmen des Projekts High Efficiency Karlsruhe (HEK) werden jedes Semester Projekt- und Abschlussarbeiten zu interessanten mechatronischen Themen angeboten.
Weitere Informationen: https://high-efficiency-karlsruhe.de/
Zum Wettbewerb: https://www.shellecomarathon.com/