Ein Jahr lang planten und realisierten wir unser neues Ecocar "Sax 2". Chassis, Antrieb und Hinterradlenkung wurden komplett neu entwickelt. Dabei wurde Material im Wert von 60.000 € verbaut. Das geringe Gewicht von nur 45 Kilogramm, die hocheffiziente Brennstoffzelle, der leistungsstarke Motor und die aerodynamische Karosserie tragen dazu bei, dass "Sax 2" noch weiter fahren kann. Beim Shell Shell Eco-marathon 2007 stellten wir dies im Mai unter Beweis. Wir schafften eine Reichweite, die 2552 Kilometer mit der Energie eines Liters Benzin entspricht und kamen damit auf Platz 5 der Gesamtwertung.

Motor

Bei der Optimierung des Motors in Sax 1 stießen wir bei der Erhöhung des Wirkungsgrades an die Grenzen des Motorkonzeptes. So wurde für Sax 2 ein Axialflusssynchronmotor entwickelt, welcher in das Hinterad integriert ist. Auf ein Getriebe zwischen Motor und Rad kann somit verzichtet werden, was zur Reduzierung des Gewichtes beiträgt. Durch den eisenlosen Motor wird der Wirkungsgrad bis auf 95 Prozent gesteigert. Die Steuerung erfolgt mit Hilfe eines Mikrocontrollers. Da für diese Art von Antriebskonzept keine adaptierbaren Technologien vorliegen, musste der Eigenbau eines Wechselrichters mit feldorientierter Regelung erfolgen, welcher den durch die Brennstoffzelle erzeugten Gleichstrom in Drei-Phasenstrom für den Motor umwandelt.

Brennstoffzelle

Seine Kraft erhält der Elektromotor aus einem Stapel von Wasserstoff-Brennstoffzellen. Die insgesamt 32 Zellen erzeugen eine Leistung von 600 Watt aus der im Wasserstoff enthaltenen Energie. Einziges Abfallprodukt sind wenige Wassertropfen. Der Wirkungsgrad des 6 Kilogramm leichten Systems liegt bei 60 Prozent und übertrifft damit herkömmliche Antriebsarten. Mit dem Brennstoffzellensystem von "Sax 2" werden nun auch die Sicherheitskomponenten ausschließlich über die Brennstoffzelle versorgt. Diese wurden hinsichtlich ihres Energieverbrauchs optimiert. Das verwendete Brennstoffzellensysteme ist in seiner Gesamtheit eine Eigenentwicklung von Fortis Saxonia.

Hinterradlenkung

Um die Sicherheit der Fahrer zu erhöhen und das Fahrverhalten zu verbessern, entwickelte Fortis Saxonia eine mechatronische Lenkung. Mit einem Joystick kann die Fahrerin zwei kleine Elekromotoren bedienen, welche auch in der Raumfahrt eingesetzt werden. Das System (steer-by-wire) reguliert den Lenkwinkel in Anhängigkeit von der Geschwindigkeit und erhöht gleichzeitig die Sicherheit. Da der Schwerpunkt von Sax 2 sehr hoch liegt, ist so die Gefahr eines bei Lenkfehlern möglichen Überschlages minimiert. Durch die mechatronische Lenkung kann außerdem der Platzbedarf des Systems im Fahrzeug stark verringert werden, was durch die schmalere und aerodynamische Form von Sax 2 erforderlich geworden ist.

Chassis

Die Aufgabe bestand darin, eine optimale Form zu finden, welche den Luftwiederstand im Vergleich zu Sax 1 halbiert. Erste Designstudien halfen verschiedene Formen zu diskutieren. Getestet wurden diese anschließend anhand einer Strömungsanalyse mittels Ansys CFX, welches uns zu einem optimierten Endergebnis verhalf. Die neue Form ist über 3 m lang und wesentlich flacher als die alte. Um eine Gewichtsreduzierung zu erzielen, musste die gleiche Festigkeit mit weniger Material erreicht werden. Dazu wurden bei Sax 2 nur zwei Schichten Kohlefasern verlegt, zwischen denen Aluminiumwaben verklebt sind. Diese Wabenstruktur reduziert bei gleicher Steifigkeit das Gewicht und sorgt darüber hinaus für eine höhere Sicherheit, da diese bei einem Aufprall mehr Energie aufnehmen kann. Nur 15 Kilogramm wiegt das Chassis unseres aktuellen Ecocars "Sax 2".