FORMUŁA E: SYSTEM ZARZĄDZANIA ENERGIĄ SPRAWĄ KLUCZOWĄ

Lipcowa runda wyścigów w Nowym Jorku zakończyła piąty sezon mistrzostw świata ABB FIA Formula E, w którym rywalizowało 11 zespołów i 22 kierowców.

Fanom czystej prędkości dodatkowe emocje zapewniło m.in. pojawienie się kilku nowych zasad i wprowadzenie bolidów Gen2.

---

Zobacz także:

SPORT

FORMUŁA E

---

 

To najbardziej zaawansowane na świecie elektryczne samochody wyścigowe o dwukrotnie większej pojemności akumulatora niż w poprzedniej generacji. Po raz pierwszy pozwalają one na ukończenie wyścigu na jednym ładowaniu, bez zmiany pojazdu. Jednak aby dojechać do mety i wygrać, zespoły biorące udział w mistrzostwach muszą z chirurgiczną precyzją zarządzać energią wykorzystywaną w trakcie jazdy.

Bo odpowiednie zarządzanie przepływem energii elektrycznej i wykorzystanie w swojej strategii cyfrowych danych stało się kluczowe również na torze wyścigowym. To prawdziwe balansowanie na linie.

Wydajność na pierwszym miejscu

– Tu liczy się każda kilowatogodzina z baterii bolidu. Kierowcy muszą utrzymywać wysoką prędkość, jednocześnie oszczędzając energię, aby nie zabrakło jej przed końcem wyścigu. Powinni również wiedzieć, kiedy mogą pozwolić sobie na bardziej ekonomiczną jazdę, aby móc zużyć więcej energii do agresywnej jazdy w czasie wyprzedzania rywali lub obrony przed ich atakami. W tym sezonie stworzenie odpowiedniej strategii jest szczególnie ważne nie tylko ze względu na konieczność odpowiedniego rozłożenia energii na cały wyścig bez możliwości zmiany pojazdu lub baterii, ale też z powodu wprowadzenia „trybu ataku”, dającego przez określony czas dodatkowy zastrzyk mocy – wyjaśnia Wojciech Wysocki, pracownik naukowy z Korporacyjnego Centrum Badawczego ABB w Krakowie.

Optymalne zarządzanie energią podczas wyścigów ABB Formuła E to skomplikowane wyzwanie, w które zaangażowany jest sztab inżynierów i kierowcy. Strategia zaczyna powstawać już kilka tygodni przed wyścigiem, podczas skomplikowanych sesji na symulatorach. Zespoły ABB Formuły E rozważają wiele zmiennych w rywalizacji, m.in. to, czy skuteczniejsze jest zmaksymalizowanie mocy hamowania odzyskowego, czy też w większej mierze muszą polegać na hamulcach mechanicznych.

Inżynierowie mogą obliczyć optymalne prędkości dla poszczególnych odcinków, a także dowiedzieć się, czy oprogramowanie pokładowe lub ręczne sterowanie przez kierowcę skutkują lepszym poziomem oszczędzania baterii. Niektóre zespoły skanują tor przed wyścigiem, aby uwzględnić w kalkulacjach teksturę i nierówności nawierzchni. Dla efektywnego zarządzania energią każdy szczegół jest ważny.

Spodziewając się niespodziewanego

Nie wszystkie czynniki da się jednak przewidzieć przed wyścigiem. Przykładem jest wypadek podczas tegorocznego ePrix w Meksyku. Wyścig przerwano, a bolidy musiały przejechać dodatkowe, niezaplanowane okrążenie. To spowodowało, że nie wszystkim udało się dojechać do mety – niektórzy kierowcy zbyt szybko wyczerpali baterie pojazdów.

Od tego sezonu wprowadzono kilka zasad, które dodatkowo utrudniają prognozowanie zużycia energii. Jedną z nich jest „tryb ataku”, pozwalający zawodnikom na uzyskanie dodatkowej mocy, po przejechaniu przez specjalną strefę toru. Aby to zrobić, kierowcy muszą jednak pokonać dodatkową odległość oraz są narażeni na utratę czasu i pozycji.

Skorzystanie z trybu ataku jest obowiązkowe, ale informacje o tym, ile razy można z niego skorzystać i w jakim czasie, podawane są dopiero przed samym wyścigiem – wytyczne zmieniają się w każdej rundzie.

– To sprawia, że zagadnienia związane ze strategią stają się jeszcze bardziej istotne, a wyścigi bardziej emocjonujące. Każdy kierowca, wraz ze swoimi zespołem, musi wybrać odpowiedni moment do wykorzystania dodatkowej mocy i wyprzedzania rywala, a jednocześnie być gotowym do szybszej jazdy, aby samemu nie zostać wyprzedzonym – wyjaśnia Wojciech Wysocki.

Nowością w piątym sezonie było także odejście od ustalonej liczby okrążeń na rzecz wyścigów czasowych, trwających 45 minut plus jedno okrążenie. Oznacza to, że inżynierowie nie mogą z góry ustalić, ile energii zużyć na jeden objazd. Muszą stale prognozować ich liczbę do końca wyścigu i na tej podstawie przeliczać cele energetyczne.

Dlatego w czasie rywalizacji zespoły dokonują stałej rekalkulacji założeń strategii, odpowiadając na bieżące sytuacje. Ilość energii pozostałej w baterii pojazdu jest monitorowana w czasie rzeczywistym, a informacje te są wyświetlane na ekranie w bolidzie. Na podstawie aktualnych danych kierowcy podejmują decyzje o każdym kolejnym posunięciu, np. wyprzedzaniu zawodników, i stale dostosowują styl jazdy, aby odpowiednio wykorzystywać energię z baterii.

Pole doświadczalne

Siłą rzeczy wyścigi ABB Formuła E stały się więc laboratorium nowych technologii, m.in. w zakresie energooszczędności. To szansa dla wszystkich partnerów serii, m.in. producentów z branży motoryzacyjnej. Eksperci rozważają, jak można wykorzystać doświadczenia wyniesione z wyścigów na szerszą skalę. Na przykład jak magazynować nadwyżkę energii? Albo: jak ją generować, gdy pojawi się nagłe zapotrzebowanie?

Wiedza dotycząca systemu zarządzania energią w bolidach Formuły E może zostać przeniesiona m.in. do segmentu samochodów osobowych, aby kierowcy zyskiwali dodatkowe kilometry zasięgu. To jednak nie koniec potencjału wykorzystania tych doświadczeń: strategie zarządzania energią w Formule E są jak obsługiwanie i monitorowanie ruchomej sieci elektroenergetycznej.

Obserwacje z nimi związane można zastosować np. przy tworzeniu nowych rozwiązań dla linii wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC).

To wyzwanie związane z zarządzaniem jest dokładnie tym, z czym ABB konfrontuje się na co dzień, niezależnie od tego, czy stabilizuje sieć elektryczną, zarządza robotami montażowymi w zakładach produkcyjnych czy dostarcza energię elektryczną na duże odległości. Dlatego Formuła E, z perspektywicznymi celami dotyczącymi zrównoważonego rozwoju i znaczeniem dla naszej przyszłości transportowej, idealnie wpisuje się w kluczowe kompetencje ABB.

Fot.: ABB