Team Starcraft e.V.:
Elektrik optimiert

Das Team Starcraft e.V. der Technischen Universität Ilmenau engagiert sich im Wettbewerb Formula Student Electric. Für den Boliden TSC-03E wurde die Elektrik umfassend optimiert. Dazu gehört auch ein neuer Umrichter, der die Gleichspannung des Akkumulators in eine Wechselspannung für den Elektromotor umsetzt. Für die Entwicklung des Umrichters werden das MEDKit (Motor-Control Education Kit) und der Seriencode-Generator TargetLink eingesetzt. Das MEDKit ist eine Hardware-Plattform zur Entwicklung von Motorsteuerungen für bürstenlose Elektromotoren. Eine direkte Anbindung an dSPACE TargetLink erlaubt die automatische Code-Generierung für den Zielprozessor (ARM Cortex M3). Außerdem wird ein nahtloser Übergang zwischen den Simulationsarten Model-in-the-Loop (MIL), Software-in-the-Loop (SIL) und Processor-in-the-Loop (PIL) unterstützt, so dass Reglermodelle schnell und einfach auf der Ziel-Hardware getestet werden können.

Fabian Zboril-Schwarz vom Team Starcraft e.V. erläutert die Vorgehensweise bei der Implementierung des Reglers: „Nachdem wir das TargetLink-TSM (Target Simulation Module) für den ARM-Prozessor installiert hatten, konnten wir die eingesetzten Regler anhand des im MEDKit enthaltenen Motormodells ausgiebig testen und für unseren Einsatz optimieren. Positiv beeindruckte uns der von TargetLink generierte Code, da er sehr ressourcenschonend für die Hardware kompiliert wurde. Zur Implementierung der spezifischen Sensoren ergänzten wir das Modell um individuelle Module. Dadurch können wir unseren Testmotor problemlos im Labor betreiben und Testläufe durchführen.“

Im nächsten Schritt wurde der realisierte Aufbau an die im Renneinsatz erforderliche Leistung angepasst. Dabei wurden bisherige Leistungselektronik-Komponenten ersetzt. Als Leistungsendstufe kamen MIPAQ IGBTs von Infineon in Verbindung mit einem selbstentwickelten Zwischenkreis zum Einsatz.

Die Integration im Fahrzeug ist in der Detailgrafik dargestellt: Rechts im Bild und damit im hinteren Teil des Fahrzeugs sind der Umrichter, die Akkubox sowie die MicroAutoBox II von dSPACE zu sehen, die auf einer herausnehmbaren Bodenplatte befestigt sind. Darüber befinden sich die Steckverbinder, unter anderem für die Motoren. Auf der linken Seite des Fahrzeugs ist die Verteilerbox, von der alle Verbindungen zu den restlichen Komponenten im Auto ausgehen. Die Verkabelung ist nicht abgebildet.