Ελεύθερη μετάφραση από τη διεθνή έκδοση της FIA “AUTO”- τεύχος 23
Κείμενο: Daniel Ortelli
Η ανανέωση της συνεργασίας μεταξύ της Διεθνούς Ομοσπονδίας Αυτοκινήτου FIA και της Γαλλικής εταιρείας ηλεκτρικής ενέργειας EDF, ως επίσημου παρόχου τεχνογνωσίας, η οποία χρονολογείται από το 2014, αποδεικνύει ότι το σχήμα αυτό κερδίζει συνεχώς δυναμικότητα και μάλιστα σε μια χρονική περίοδο ιδιαιτέρως κρίσιμη για την ανάπτυξη της ηλεκτροκίνησης των οχημάτων.
Στη νέα συμφωνία προβλέπεται ότι, μέχρι το 2020, κύριο πεδίο δραστηριότητας των συνεργαζόμενων φορέων θα είναι η υποστήριξη των αγώνων των ηλεκτρικών μονοθέσιων τύπου Formula E δεύτερης γενιάς, όπως αυτά επίκειται να λανσαριστούνε στο τέλος της χρονιάς. Στη συνέχεια θα ασχοληθούν με τη μεταφορά των αγώνων τύπου rallycross από το πεδίο των συμβατικών καυσίμων σε εκείνο της ηλεκτρικής ενέργειας επί τη βάσει των εμπειριών που θα έχουν μέχρι τότε αποκομίσει από την Formula E, όπως ίσως και άλλων ακόμα αγώνων, επί παραδείγματι εκείνων του Παγκοσμίου Πρωταθλήματος Endurance (WEC).
Η EDF, από την ηγετική της θέση στο χώρο της έρευνας που σχετίζεται με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα τους συσσωρευτές και τα συστήματα φόρτισης, θα αναπτύξει από κοινού με τη FIA, ερευνητικό έργο και θα υλοποιήσει δοκιμές στους χώρους της ηλεκτρικής πρόωσης των οχημάτων, της επαναφόρτισης των συσσωρευτών τους και της ασφάλειας προσωπικού κατά τη διάρκεια των αγώνων. Οι ειδήμονες από τη FIA και την EDF θα αξιοποιούν από κοινού όλες τις διαθέσιμες πληροφορίες και τις βέλτιστες πρακτικές εκπαίδευσης του προσωπικού ασφαλείας, θα τυποποιούν τις προδιαγραφές που θα πρέπει να πληρούν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και θα αξιοποιούν το τεχνολογικά προηγμένο εργαστήριο δοκιμών της EDF, ο εξοπλισμός του οποίου επιτρέπει τη χρήση ισχυρότατων φορτίων, προκειμένου να προσδιορίζουν τις ενδεδειγμένες συνθήκες διαχείρισης των συσσωρευτών και των συστημάτων φόρτισής τους.
Όπως βεβαιώνει ο τεχνικός διευθυντής της FIA κ. Gilles Simon «Από την έναρξη της συνεργασίας, το 2014, επετεύχθη σημαντική πρόοδος στις εφαρμογές τεχνολογιών αιχμής στους συσσωρευτές, στους ηλεκτροκινητήρες, στα συστήματα φόρτισης, στα πρότυπα ασφαλείας και στους κανονισμούς όπως και στις υποδομές. Η FIA επιθυμεί τη συνέχιση αυτής της συνεργασίας επιδιώκοντας να διερευνήσει ακόμα εκτενέστερα όλες αυτές τις αναδυόμενες τεχνολογίες»
Ο κ. Bernard Salha, επί κεφαλής εκτελεστικός αντιπρόεδρος υπεύθυνος για την έρευνα και την εξέλιξη της EDF προσθέτει: «Η ανανέωση της συμφωνίας μεταξύ EDF και FIA θα μας επιτρέψει να επενδύσουμε περαιτέρω στην πρόοδο που έχουμε επιτύχει κατά τη διάρκεια των τριών τελευταίων ετών. Έχοντας εμπλακεί στην έρευνα και ανάπτυξη στο υψηλότερο δυνατό επίπεδο του ηλεκτροκίνητου μηχανοκίνητου αθλητισμού μπορούμε να συμβάλλουμε αποφασιστικά στην εξέλιξη των πλέον προηγμένων τεχνολογιών. Αυτή η δυνατότητα αποτελεί για μας κλειδί σημαντικών εξελίξεων σε μια εποχή που οι χρήσεις της ηλεκτρικής ενέργειας διευρύνονται. Είναι αδιαμφισβήτητο άλλωστε ότι η δραστηριότητα αυτή θα επιδράσει καθοριστικά στην ευρύτερη διείσδυση της ηλεκτροκίνησης των αυτοκινήτων στις αγορές».
Τεχνική πρόκληση
Η έρευνα που διεξήχθη έως τώρα στον τομέα του μηχανοκίνητου αθλητισμού, κατά τον κ. Simon, εστιάστηκε κυρίως στην εναποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας στους συσσωρευτές. «Στον τομέα αυτόν, η EDF εργάζεται εδώ και πολλά χρόνια στα θέματα της ορθής αξιολόγηση των συσσωρευτών», όπως εξηγεί, «Στις ημέρες μας, στη θέση των γεννητριών, εγκαθίστανται συστήματα που περιλαμβάνουν μονάδες εναποθήκευσης ενέργειας σε συσσωρευτές. Στα μη συνεχούς ηλεκτροπαραγωγής συστήματα όπως είναι οι εγκαταστάσεις ηλιακών συλλεκτών ή ανεμογεννητριών οι μονάδες αυτές είναι απαραίτητες. Για τους εξαιρετικά αποδοτικούς και ενεργειακά πανίσχυρους συσσωρευτές, που χρησιμοποιούνται στην Formula E, αποτελεί ύψιστη προτεραιότητα η εξασφάλιση της βέλτιστης ικανότητας εναποθήκευσης ενέργειας αφού σε έναν αγώνα ταχύτητας ηλεκτρικών αυτοκινήτων το ενδεχόμενο ενός ατυχήματος πάντα καιροφυλακτεί και οι συνθήκες που επικρατούν είναι πραγματικά ακραίες. Η εμπειρία της EDF από τα πολύ μεγάλα συγκροτήματα εναποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας υπήρξε πολύτιμη για την εκπαίδευση των συνεργατών της FIA στα κριτήρια που θα πρέπει να εφαρμόζονται κατά τη λειτουργία φόρτισης – εκφόρτισης των συσσωρευτών των αγωνιστικών αυτοκινήτων»
O κ. Shala υπογραμμίζει ότι η EDF προτίμησε να εμβαθύνει στη μελέτη των τεχνικών προβλημάτων που ανακύπτουν κατά τη διεξαγωγή των αγώνων αντί να λειτουργήσει ως απλός χορηγός και υποστηρικτής τους. «Χάρις στις εμπειρίες που διαθέτει η EDF αναδείχθηκε σε αποτελεσματικό συνεργάτη αντιμετώπισης όλων των θεμάτων ασφάλειας που συνδέονται με τη χρήση συσκευών και εξαρτημάτων υψηλού ενεργειακού δυναμικού όπως είναι τα συστήματα ηλεκτροπρόωσης των αυτοκινήτων Formula E», όπως εξηγεί δε στη συνέχεια, «Είμαστε εδώ εκτιμώντας ότι οι αγώνες των αυτοκινήτων απαιτούν τελειότητα σε όλες τους τις λεπτομέρειες και επομένως αποτελούν το σωστό πεδίο σκληρών δοκιμών των τεχνολογιών που αύριο θα εφαρμοστούν στα αυτοκίνητα που όλοι μας θα κυκλοφορούμε στους δρόμους. Για τους λόγους αυτούς λοιπόν η EDF δεν επεδίωξε το ρόλο του απλού υποστηρικτή αλλά το ρόλο του συμβούλου, του επιστημονικού συνεργάτη και του συμμετέχοντος στις αποφάσεις που θα λαμβάνονται διαθέτοντας προς τούτο το κατάλληλο τεχνικό και επιστημονικό προσωπικό των εργαστηρίων έρευνας και ανάπτυξης που διαθέτει. Ένα καλό παράδειγμα αυτής της επιτυχημένης συνεργασίας αποτελεί η επιλογή του νέου τύπου συσσωρευτών που θα διατεθεί σε όλες τις αγωνιστικές ομάδες κατά την αγωνιστική περίοδο 5 (2018 -2019). Με την επιλογή αυτή ουσιαστικά διπλασιάζεται η αυτονομία των μονοθέσιων και αυτό αποτελεί εξέλιξη που σημειώνεται σε χρονικό διάστημα λίγων μόνο ετών».
Η συνεργασία FIA – EDF, προσθέτει, έχει πολύ θετικά αποτελέσματα σε δύο κυρίως επίπεδα: την ηλεκτρική ασφάλεια και την τεχνολογία των συσσωρευτών. Από πλευράς ασφάλειας «πολλές ομάδες εργασίας» ύστερα από τέσσερις αγωνιστικές περιόδους έχουν πραγματικά βελτιώσει τις συνθήκες λειτουργίας του προσωπικού της Formula E. Κανένα απολύτως περιστατικό ατυχήματος δεν έχει σημειωθεί και ακόμα αν δεχθούμε ότι κάποιοι τομείς επιδέχονται περαιτέρω βελτιώσεις είναι βέβαιο ότι η εμπειρία της EDF έχει καταλυτικά επιδράσει συμβάλλοντας στην επίτευξη αυτών των άριστων μέχρι τώρα αποτελεσμάτων. Κάθε περιστατικό ηλεκτρικού ατυχήματος στο χώρο αυτού του τόσο νέου είδους μηχανοκίνητου αθλητισμού, με τις τόσες άλλες δυσκολίες που συνεχώς ανακύπτουν στο δρόμο του θα μπορούσε να έχει καταστροφικά αποτελέσματα.
Ένα ακόμα επίτευγμα που συντελείται κατά τη διάρκεια του αγώνος, τόσο στην πίστα όσο και στα Pits, αποτελεί η συνεχής και αναλυτική επεξεργασία των ψηφιακών δεδομένων που παράγονται και η οποία εξασφαλίζει την επί «ίσοις όροις» διεξαγωγή του για όλους τους συμμετέχοντες αλλά και την αξιοπιστία του ίδιου του πρωταθλήματος. Για τον κ. Simon αυτός είναι ένας ακόμα κρίσιμος τομέας ο οποίος επιδρά θετικά στην προσέλκυση αθλητών και κοινού. Για την εφαρμογή αυτή, η EDF, από την πρώτη κιόλας αγωνιστική περίοδο του θεσμού, παρείχε την πολύτιμη εμπειρία της σε θέματα μετρήσεων του επιπέδου φόρτισης των συσσωρευτών αλλά και πολλών άλλων παραμέτρων που κρίθηκαν αναγκαίες προκειμένου να επιτευχθεί ο μέγιστος δυνατός έλεγχος και ο άμεσος εντοπισμός υπέρβασης των ορίων ώστε να τηρούνται απαρέγκλιτα οι συνθήκες ασφαλούς διεξαγωγής.
Ο μεγάλος αριθμός των αγώνων Formula E και επομένως η εμπειρία που συσσωρεύθηκε σχετικά με τη «γήρανση» των συσσωρευτών αποτελεί ένα ακόμα στοιχείο που αφορά στο σημαντικό τεχνολογικό θέμα της ζωής τους. Οι χρησιμοποιούμενοι σήμερα συσσωρευτές δεν είναι μιας χρήσεως αλλά αξιοποιούνται σε ολόκληρη την αγωνιστική περίοδο. « Η ισχύς που παράγει ένας συσσωρευτής εξαρτάται από τον αριθμό των κύκλων «γήρανσης» στους οποίους έχει ήδη υποβληθεί», συνεχίζει ο κ. Simon, «Επομένως για να προβλέψουμε τη διάρκεια ζωής του είναι αναγκαίο να μπορούμε να υπολογίσουμε το σημείο εκείνο της ζωής του στο οποίο θα εμφανίσει μείωση απόδοσης της «απαραίτητης» ισχύος. Είναι αυτονόητο ότι η χρήση των συσσωρευτών θα πρέπει να τερματίζεται λίγο πριν φτάσουν στο σημείο αυτό. Επίσης μια άλλη μεγάλη τεχνική πρόκληση αποτελεί η εξεύρεση διατάξεων που να επιτρέπουν την αποτελεσματική απορρόφηση των «κορυφών» ζήτησης ισχύος. Είναι αυτονόητο επομένως ότι η ορθή διαχείρισή των συσσωρευτών κατά τη διάρκεια του αγώνος, αποτελεί αντικείμενο συνεχούς διερεύνησης και αναζήτησης γνώσεως σε ένα νέο χώρο που όμως είναι ζωτικός και θα αποδειχθεί χρησιμότατος σε όλες τις μελλοντικές εφαρμογές της ηλεκτροκίνησης των αυτοκινήτων
Ωφέλειες για την ηλεκτροκίνηση
Τι λοιπόν πρόκειται να ακολουθήσει;
«Βραχυπρόθεσμα, η συνεργασία με την EDF θα επικεντρωθεί στην αξιολόγηση των συσσωρευτών δεύτερης γενιάς» λέει ο κ. Simon, «Είναι ισχυρότεροι από πλευράς παρεχόμενης ισχύος, αποθηκεύουν πολύ μεγαλύτερη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας και έχουν υψηλότερο συντελεστή απόδοσης. Έχουμε πολύ δουλειά να κάνουμε στον τομέα αυτό κατά τη διάρκεια της αγωνιστικής περιόδου. Στα μονοθέσια δεύτερης γενιάς θα χρησιμοποιήσουμε συσσωρευτές που θα επιτρέπουν στους οδηγούς να ολοκληρώνουν τον αγώνα χωρίς να απαιτείται αλλαγή του αυτοκίνητου ενδιαμέσως. Στους αγώνες ηλεκτρικών Rallycross (wWRX) οι χρησιμοποιούμενοι συσσωρευτές πιθανότατα θα είναι ίδιας τεχνολογίας με εκείνους της Formula E. Η ιδέα πίσω από την ερευνητική μας δουλειά, σε συνεργασία με την EDF, είναι να επιτύχουμε αγώνες ηλεκτρικών αυτοκινήτων με μεγαλύτερη διάρκεια αλλά πάντοτε μέσα σε αυστηρά πλαίσια ασφάλειας»
Αντίστοιχα ή EDF, με την παγκόσμια εμπλοκή της στα συστήματα εναποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, θα επιδιώξει από τη συνεργασία αυτή να εμπλουτίσει τις γνώσεις της σχετικά με τη συμπεριφορά των συσσωρευτών κάτω από ειδικές συνθήκες λειτουργίας, υπέμνησε ο κ. Salha. Αυτή είναι μόνο η αρχή της ιστορίας. «Η εμπλοκή μας στον τομέα έρευνας και εξέλιξης στο χώρο του μηχανοκίνητου αθλητισμού με ηλεκτρικά αυτοκίνητα, ειδικότερα για τους μηχανικούς μας στην Karlsruhe θα επιτρέψει να αναπτύξουμε νέες τεχνολογίες αιχμής. Για την EDF η συνεργασία αυτή αποτελεί σημαντική εξέλιξη σε μια εποχή κατά την οποία νεοφανείς χρήσεις της ηλεκτρικής ενέργειας αναδύονται στο προσκήνιο και πέραν κάθε αμφιβολίας, πρωτοβουλίες σαν αυτή πρωτοβουλίες είναι βέβαιο ότι θα επηρεάσουν δραστικά την ευρύτερη ανάπτυξη της ηλεκτροκίνησης προς όφελος των αγοραστών ηλεκτρικών αυτοκινήτων.
