W dobie szybko zmieniającego się świata i koniecznej troski o środowisko naturalne, coraz większą wartość mają takie rekordy Guinnessa jak „Najbardziej wydajny prototyp pojazdu elektrycznego”. Chodzi tu już nie tylko o wynik najwyższy na świecie, ale jak najbardziej zrównoważony rozwój.
Aktualny rekord Guinnessa
Duke Electric Vehicles, 2019
23 czerwca 2019 roku na torze Galot Motorsports w Karolinie Północnej, zespół studentów Duke Electric Vehicles (DEV) z Uniwersytetu Duke’a pobił rekord Guinnessa w kategorii „Najbardziej wydajny prototyp pojazdu elektrycznego”. Ich pojazd, nazwany Eta, osiągnął wydajność energetyczną na poziomie 77,98 Wh/100 km.
Przeliczając wynik Eta na inne jednostki, pojazd osiągnął wydajność 797 mil na kilowatogodzinę (mi/kWh), co odpowiada 1283 kilometrom na kilowatogodzinę (km/kWh) lub 27 482 MPGe (mil na galon ekwiwalentu benzyny). Aby zobrazować tę wartość: Eta mogłaby teoretycznie objechać Ziemię dookoła, zużywając energię odpowiadającą mniej niż jednemu galonowi (ok. 3,8 litra) benzyny. Jest to wydajność około 175 razy większa niż w przypadku popularnego samochodu elektrycznego Tesla Model 3.
Sukces Ety jest wynikiem miesięcy ciężkiej pracy, niezliczonych dni i nocy spędzonych w laboratorium na projektowaniu, budowie i testowaniu każdego komponentu. Zespół DEV, założony ponad 10 lat temu w celu rywalizacji w zawodach Shell Eco-Marathon, skupia się na tworzeniu hiperwydajnych pojazdów, przesuwając granice technologii motoryzacyjnej.
Eta charakteryzuje się kilkoma kluczowymi innowacjami:
-
Aerodynamika: Znacząco poprawiona w porównaniu do poprzednich modeli DEV (jak Maxwell), m.in. dzięki zastosowaniu oprogramowania Altair CFD, co pozwoliło na redukcję oporów powietrza o 39%. Kluczowym elementem była również karoseria typu monocoque wykonana z włókna węglowego, stworzona we współpracy z VX Aerospace.
-
Napęd: Wysoce wydajny silnik z napędem bezpośrednim.
-
Elektronika: Zastosowano konwerter obniżający napięcie (step-down converter) ze śledzeniem punktu mocy, aby zminimalizować straty przełączania w kontrolerze silnika.
-
Strategia jazdy: Numerycznie zoptymalizowana strategia prowadzenia pojazdu.
-
Konstrukcja: Wykorzystano analizę metodą elementów skończonych (FEA) w oprogramowaniu Solidworks do optymalizacji i redukcji masy komponentów, np. przedniego mechanizmu sterującego.
Motywacją dla zespołu była chęć udowodnienia potencjału pojazdu po rozczarowującym występie na zawodach Shell Eco-Marathon w 2019 roku, gdzie nie udało się uzyskać zadowalającego wyniku. Latem 2019 roku zespół intensywnie testował i udoskonalał Etę. Początkowe testy wykazywały wydajność 540 mi/kWh, co było znacznie poniżej ówczesnego rekordu. Jednak w ciągu siedmiu tygodni poprawek i pomiarów, wyniki wzrosły do 710 mi/kWh, następnie 730 mi/kWh, aż w dniu oficjalnej próby osiągnięto rekordowe 797 mi/kWh.
Rekord ustanowiony przez Duke Electric Vehicles jest nie tylko dowodem na niezwykłe zdolności inżynierskie studentów, ale także ważnym krokiem w badaniach nad efektywnością energetyczną pojazdów elektrycznych. Pokazuje potencjał drzemiący w optymalizacji aerodynamiki, układów napędowych i strategii jazdy. Zespół DEV wierzy, że w lepszych warunkach możliwe jest dalsze zwiększenie wydajności Ety o 5-10%.
Osiągnięcie to wpisuje się w misję DEV, jaką jest promowanie bardziej zrównoważonego transportu poprzez wynajdowanie przyszłych technologii pojazdów elektrycznych i inspirowanie postępu w dziedzinie elektromobilności.
Poprzedni rekord Guinnessa
ETH Zurich, 2016
Grupa studentów ETH Zurich konstruująca pojazd “Tufast Eco Team” stworzyła prototyp elektrycznego bolidu, który został rekordzistą Guinnessa. Samochód powstał z pierwowzoru stworzonego przez innych studentów, który początkowo ważył jedynie 23 kg i był wyposażony w moc rzędu 0,2 KM. Bolid wykonany przez przyszłych inżynierów z Monachium jest w stanie pokonać aż 11 tysięcy kilometrów przy zużyciu jednego litra paliwa.
Rekordowa próba została przeprowadzona 22 czerwca 2016 roku na pustej płycie lotniska w mieście Dubendorf i w jej trakcie pojazd uzyskał wynik zużycia 81,16 Wh na 100 km. Prototyp o nazwie eLi14 zawierał zoptymalizowaną, opływową sylwetkę przypominająca kształtem kroplę wody. Bolid “Tufast Eco Team”, skonstruowany ostatecznie, waży 172 kg (co wciąż jest niezłą wagą dla tego typu pojazdów). Jego nadwozie było w 100% wykonane z włókien węglowych, co znacznie zmniejszyło wagę pojazdu.
Wewnątrz tego niewielkiego i lekkiego wehikułu znajduje się elektryczny silnik trakcyjny o mocy 216 KM. Jego energia magazynuje się w bateriach litowo-polimerowych, dodatkowo wspomaganych przez baterie słoneczne, a wszystko to zmniejsza zużycie energii pojazdu do 30 watów na godzinę. Na lotnisku w Dubendorfie auto osiągnęło prędkość 100 km/h w czasie 1,513 sekundy, za to jego rozbieg zajął długość jedynie 30 metrów
Prędkość maksymalna tego cuda techniki to zaledwie 25 km/h, ale pozwala mu to – po odpowiednim przeliczeniu – na wykorzystanie jednego litra paliwa do przejechania aż 10 956 kilometrów. Dzięki temu uzyskał on tytuł rekordzisty w kategorii najbardziej efektywnego pojazdu elektrycznego na świecie.
