Titelaufnahme

Titel
Konstruktion eines gewichtsoptimierten und wasserdichten Batteriekastens für die OnBoard-Batterie des Formula Student Rennwagens
Weitere Titel
Construction of a weight-optimized and waterproof battery box for the OnBoard battery of the Formula Student racing car
VerfasserGlück, Kevin
GutachterKlamert, Victor
Erschienen2017
Datum der AbgabeJanuar 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Batteriekasten / Formula Student / Kohlefaserverstärkter Kunststoff / Solid Works / Wasserdicht / Gewichtsoptimiert
Schlagwörter (EN)Battery box / Formula Student / Carbon fiber reinforced plastic / SolidWorks / Waterproof / Weight optimized
Zugriffsbeschränkung
 _
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Im Motorsport hat das ständige Streben nach Weiterentwicklung und technischem Fortschritt einen hohen Stellenwert. Unabhängig davon wie leistungsstark der Motor, wie leicht die Karosserie oder wie gut das Fahrwerk auf die Bodenverhältnisse abgestimmt ist, ohne Stromversorgung durch die Batterie ist der Betrieb eines Rennwagens nicht möglich. Somit ist auch der Schutz der Batterie vor äußeren Einflussfaktoren von essentieller Bedeutung, um einen möglichen Leistungsausfall der Batterie zu verhindern und eine kontinuierliche Stromversorgung sicherzustellen.

Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung eines wasserdichten und gewichtsoptimierten Batteriekasten für das OS.Car Racing Team der FH Campus Wien. Der CR-116 stellt die dritte Generation des Formula Student Rennwagens des OS.Car Racing Teams dar und wird durch Studierende der Fachhochschule entworfen, konstruiert und zusammengebaut.

Im Vorfeld dieser Arbeit wurde eine umfangreiche Literatur- und Internetrecherche in Bezug auf die aktuelle Batterietechnik durchgeführt, sowie Informationen über den aktuellen Stand der Dichtungstechnik, Leichtbautechnik und dem Prototypenbau unter Anwendung von generativen Fertigungsverfahren eingeholt. Die durch die Recherche erhaltenen Erkenntnisse wurden bei der Auslegung und Dimensionierung der Konstruktion berücksichtigt.

Es konnten zwei verschiedene Konzepte zur Fertigung des Batteriekastens erstellt werden, welche die konstruktiven Vorgaben in Bezug auf Wasserdichtheit und Leichtbauweise erfüllen. Zudem wurden die in Frage kommenden Leichtbaumaterialien einander gegenübergestellt und die Vor-und Nachteile des jeweiligen Konzepts abgewogen. Des Weiteren wurde die Konstruktion nach den Vorgaben des Formula Student Reglements ausgelegt, um das Antreten des OS.Car Racing Teams an den internationalen Formula Student Wettbewerben zu gewährleisten. Zusätzlich wurde bei der Konstruktion auf die Möglichkeit eines einfachen und schnellen Batteriewechsels, sowie einer guten Zugänglichkeit der Batterie geachtet.

Außerdem wurde auf die einzelnen Ver- und Bearbeitungsschritte bei der Herstellung des Batteriekastens eingegangen. Abschließend wurde der Wärmeeinfluss auf den Batteriekasten, sowie die Festigkeiten der wichtigen und gefährdeten Bauteil- und Verbindungselemente der Konstruktion berechnet.

Zusammenfassung (Englisch)

In motorsports, the constant pursuit of improvement and technical progress is of major importance. Regardless of how powerful the engine, how lightly the bodywork or how well the chassis is adjusted to the ground conditions, without the power supply by the battery, the operation of a racing car is not possible. Therefore, the protection of the battery from external influencing factors is essential in order to prevent a possible power failure of the battery and ensure a continuous power supply.

This thesis deals with the development, construction and manufacture of a waterproof and weight-optimized battery case for the current racing car oft he OS.Car Racing Team. The CR-116 is the third generation of the Formula Student racing car of the OS.Car Racing Team and is designed, constructed and assembled by students of University of Applied Sciences, FH Campus Wien.

In the preparation to this work a comprehensive literature and internet research on the current battery technology was carried out. Furthermore, information of the current state of the sealing technology, lightweight construction technology and the prototype construction using generative manufacturing procedures were gathered. The knowledge obtained through the research were taken into account when designing and dimensioning the battery box.

Two different concepts were developed for the manufacturing of the battery box, which meet the design requirements for a waterproof and weight-optimized construction. In addition, the possible lightweight materials were compared and the advantages and disadvantages of each concept were evaluated. Furthermore, the battery box has been designed according to the requirements of the Formula Student Regulations to ensure that the OS.Car Racing Team is able to participate at the international Formula Student competitions. The construction also allows a simple and quick battery change, as well as a good battery accessibility.

Additionally, the individual processing steps in the manufacture of the battery box were discussed in this thesis. Finally, the thermal influence on the battery box, as well as the stability of the important and endangered components and connecting elements of the construction were calculated.