Elektromos autók a versenypályákon
Az új technológiáknak köszönhetően az elektromos autók – múltbéli örökségüknek megfelelően – ismét nagy teljesítményükről válnak ismertté. A versenyautók rajongói, akik izgatottan várják, hogy az autó- és motorsporttal foglalkozó sajtó beszámoljon a legújabb teljesítményeredményekről, revelációként élték meg a 2,27-es számot. A 2,27a másodpercekben kifejezett, a Motor Trend magazin által mért azt az időt jelzi, amely alatt a rajtoló autó 0-ról 60 mérföld/óra (kb. 100 km/ó) sebességre gyorsult fel.
Az űrrakéta kilövési gyorsulásával vetekedő, tavaly mért „villámrajtot” azonban nem egy dollár millióból épített olasz szuper sportautó produkálta. Valójában, a Formula–1-es versenyautókra jellemző gyorsulási eredményt egy Kaliforniában gyártott családi Sedan érte el. És még valami: a teszt közben az autó nem bocsátott ki szén-dioxidot a légkörbe, mivel ez a Tesla teljesen elektromos hajtású Model S P100D autójáról van szó.
Ez a teszt ismét bizonyította, hogy az elektromos autó már csupán egy környezetvédelmi szempontból helyes, ésszerű közlekedési mód. A mai elektromos járművek (EV-k) képesek felvenni a versenyt a legjobb fosszilis üzemanyag-hajtású, nagy teljesítményű autókkal is. Igaz, akik figyelemmel kísérték az e-járművek fejlesztéseit, azok előtt ez a tény már eddig is ismert volt.
Végtére is a Formula–1 elektromos autók számára kiírt változata, a Formula–E versenysorozat már a negyedik évadánál tart. A Formula–E-t az elektromos járművek töltési technológiája és a villamos vezérlőrendszerek terén globális vezetőnek számító ABB is szponzorálja, a versenysorozat hivatalos neve: ABB FIA Formula–E bajnokság.
A gépjármű-gyártás történetével foglalkozók jól tudják, hogy az elektromos autók mindig is képesek voltak helytállni a versenypályán. Mi sem bizonyítja ezt jobban, mint hogy a világon a 100 mérföld/óra (161 km/óra) sebességhatárt először átlépett autó egy elektromos motorral szerelt Baker Torpedo volt. A jármű ezt a sebességhatárt 116 esztendővel ezelőtt, az 1902-i (!) sebességpróbán törte át, s előzte meg ezzel a belső égésű motorokkal hajtott vetélytársait.
A kezdeti sikerek ellenére, a 20. század nagyobb részében a technológia és gazdaság inkább a benzin- és dízelmotorokat helyezte az előtérbe. Ennek eredményeként az elektromos járművek a kutatás és a beruházások területén is háttérbe szorultak. Az újszerű megoldások segítségével az e-járművek bebizonyíthatták, hogy olyan képességekkel rendelkeznek, amelyek alapján több szempontból is jobbak, mint a belső égésű motorokkal szerelt vetélytársaik.
Napjainkban az elektromos hajtás nagy teljesítményű vezetésben tapasztalható előnyeit a tömeggyártású járműveket előállítók épp olyan jól ismerik, mint a nemzetközi motorsport élvonalába tartozó versenyzők. A világ legjobb szuperautói a kiemelkedő teljesítményüket a kifinomult elektromos hajtásrendszereiknek köszönhetik, amelyek megnövelik a belső égésű motor teljesítményét. A világ híres autókiállításain, Majna-Frankfurttól Párizsig, Detroittól Tokióig, rendszeresen olyan radikálisan új konstrukciójú e-járműveket mutatnak be, amelyek az autózás világában már egy olyan jövőt vetítenek elő, amelyben a felbőgő V12-es motor helyét csendesen üzemelő elektromos hajtás veszi majd át.
A Formula–E rajongói már napjainkban is gyakran megjegyzik, a versenyeken meglepve tapasztalható, hogy a nézők is hallhatják a gumik csikorgását a gyorsítás közben, és a sebességváltó hangját. A motorok helyett itt csak a tömeg “zúg fel”, ahogy a fanatikusak biztatják a kedvenc pilótáikat.
A Formula–E szabályait a világ nagy autóversenyeit összefogó és irányító szervezete, a Nemzetközi Automobil Szövetség (FIA) határozza meg. A versenyeket nagyvárosok utcáin, ideiglenes kialakított pályákon futják, így a nézők szinte “testközelből” élvezhetik az eseményeket. Az ez év júliusáig tartó 2017–18. szezon még fennmaradó versenyeit Mexikóvárosban, Rómában, Berlinben, Zürichben és New Yorkban tartják.
Az ABB FIA Formula-E bajnokság január 13-án megrendezett marrákesi versenyén részt vett Formula-E autók nagyjából olyanok voltak, mint az Forma 1-es versenyautók. Ez főként az akkumulátorokra és a töltési technológiára vonatkozó, 2014-ben, azaz a versenysorozat indításakor hozott műszaki korlátozásoknak tulajdoníthatók. Az akkor megalkotott versenyszabályok a fedélzeti akkumulátorok teljesítményét 28 kWó-ban határozták meg, illetve nem engedélyezték az akkumulátor verseny alatti újratöltését. Ez azt jelentette, hogy egy autóval és egy akkumulátorral nem lehetett teljesíteni a versenyt, így két pilótából és két autóból álló csapatot kellett kiállítani a versenyekre, amelyek váltó rendszerben teljesítették a közel 50 percig tartó futamot. A szabályok a csúcssebességet 140 mérföld/órára korlátozták.
Az októberben induló új szezonban a fedélzeti akkumulátorok teljesítménye már elérheti az 54 kWórát, ami lehetővé teszi, hogy egy csapat már egy autóval is képes lesz befejezni az adott futamot. Ennek ellenére a Formula-E versenyein a boxkiállások során szükséges újratöltés terén a szakemberek még mindig a sport és a technológia jövőbeli fejlesztéseire várnak. Napjainkban ugyanis az elektromos autók leggyorsabb akkumulátortöltői esetén is – mint amilyeneknek köszönhetően az ABB vezető szerepet vívott ki a villámtöltési technológiában – közel 12 percre van szükség az akkumulátor újratöltéséhez.
(A képen: ABB EV töltőállomás a svájci Davosban.)
Ennek ellenére az ABB FIA Formula-E bajnokság máris mintául szolgál a többi motorsport számára is, ösztönzi őket, hogy csatlakozzanak a folyamathoz, amelynek célja az átállás az elektromos hajtásra. 2019-ben a gyorsaságimotorkerékpáros-világbajnokság, a MotoGP „Moto-e világkupa” néven versenysorozatot rendez a teljesen elektromos hajtású motorok számára.
Az elektromos hajtású járművek versenyében – ahol az akkumulátor kezelése, a villámtöltés és a hatékonyság játszik döntő szerepet – résztvevő cégeknek nagy lehetőségeket jelent a technológia átadása és a fogyasztói termékekbe beépíthető tudás. Ez az oka annak, hogy a világ számos vezető autógyártója együttműködésre lép az ABB-vel az EV-technológiával kapcsolatos kutatás és fejlesztés terén.
A nagy teljesítményű közúti járművek szempontjából az elektromos motorok vonzerejét nem csupán az adja, hogy mindenki törekszik a környezetvédelmi szempontból fenntartható megoldások alkalmazására, avagy arra, hogy kiaknázza a versenysorozatban rejlő értékesítési lehetőségeket. A vonzerejük fizikai alapokon és szilárd mechanikai logikán alapszik.
A legfontosabb tényezőt az elektromos motorok alaptulajdonsága. A maximális kimeneti nyomatékot, azaz a járművet hajtó kerekekre ható forgatóerőt az elektromos motor azonnal le tudja adni, amint a motortengely forogni kezd. A benzin- és dízelmotoroknak legalább 1000 fordulat/perc sebességgel (vagy általában jóval gyorsabban) kell forgatniuk a főtengelyt ahhoz, hogy elérjék a forgatónyomaték maximális értékét. Ez olyan folyamat, amely még a leggyorsabb autók és a legjobb pilóták esetében sem zajlik le azonnal, mivel a gázszabályzó szelep nyitása, azaz a “gázadás” és a motor összes alkotóelemének mozgásba hozatalához időre van szükség.
Ezzel szemben az elektromos motor, amely sokkal kevesebb mozgó alkatrészből áll, azonnal képes a teljes nyomaték leadására, és ez eredményezi a motor rekordgyorsulását. Az elektromos motor üzemi fordulatszámának széles tartománya – amelyet nem korlátozza a dugattyú mozgása vagy a szelepek nyitása és zárása – jellemző módon még az e-járművek hétköznapi változatánál is lehetővé teszi a jármű sebességváltás nélküli üzemeltetését. Mivel a nyomaték kerekekre történő átadása folyamatos és állandó, az áttételi arány módosítása miatt nincsenek szünetek, az e-jármű sebessége fokozatmentesen növelhető.
Az e-járművek konstrukciójából eredő rugalmasság további teljesítményelőnyöket eredményez. Az akkucsomag, azaz a cellák, a kábelezés, a hőmérséklet-szabályozó rendszerek és a védelmet biztosító akkumulátordoboz egy súlyos részegység, azonban vékony és lapos kivitelben is készülhet, és a kocsiszekrény alacsony pontján, így például az utastér alatt is elhelyezhető. Az akkumulátor ilyetén elhelyezése nyomán alacsonyabbra kerül a jármű súlypontja, ami kedvezően hat a jármű kormányozhatóságára és stabilitására.
Az űrtechnológiának, a korszerű anyagok alkalmazásának és a döbbenetesen jó energiakezelési hatékonyságuknak köszönhetően az e-járművek kezdik levetkőzni kevésbé “dizájnos”, unalmas külsejüket. A Formula-E, amellett, hogy segít megteremteni a nagy teljesítményű e-járművek koncepciójának hitelességét, olyan versenysportot kínál a nagyközönségnek, amely egyszerre lebilincselő, és környezetvédelmi szempontból is előrelépés.
