Батерията на болид от Formula E може да отдава и получава енергия с мощност 600 киловата. За сравнение, батерията в стандартен хибрид като Toyota Prius достига по-малко от половината от тази стойност. Ключов показател тук е така нареченият „C-rate“, който измерва колко бързо може да се разреди батерията спрямо нейния капацитет.
Според експерти от шампионата, C-rate на клетките, използвани в състезателните батерии, е изключително висок, което позволява мълниеносното им зареждане и разреждане.
Конструкция и химичен състав
За да се постигнат тези параметри, множество батерийни клетки се обединяват в един пакет. Всяка клетка е с размерите на тефтер формат А5 и стотици от тях са групирани в модули. Между всяка двойка клетки е разположена охлаждаща плоча. Пакетът включва и структурни елементи, които не само му придават здравина, но и допринасят за усукващата коравина на цялото шаси на автомобила. Използването на батерията като носещ елемент спестява ценно тегло.
Специалистите обясняват, че без подкрепата от батерийния пакет, шасито само по себе си не би преминало тестовете за натиск и усукване, необходими за постигане на оптимални резултати на пистата. Батериите използват литиево-йонна технология, но в специфичен вариант, който включва никел, манган и кобалт (NMC). Тази комбинация е специално създадена за приложения, изискващи много висока мощност.
Предизвикателството на енергийния дефицит
Въпреки оптимизациите за състезания с висока скорост, съществува сериозен енергиен недостиг. Един болид от Formula E стартира с най-много 52 кВтч енергия, но по време на състезанието може да консумира до 90 кВтч. Това означава, че пилотите започват надпреварата с едва 65% от енергията, която им е необходима, за да финишират. Ако просто карат с максимална скорост от самото начало, те няма да стигнат до финала.
Решения: Регенерация и светкавично зареждане
Инженерите са решили този проблем с помощта на два подхода. Първият е генерирането на енергия при спиране. Когато пилотът намалява скоростта, моторите на предната и задната ос преминават в режим на генератори. Това означава, че колелата задвижват моторите, а не обратното, което позволява на системата да презарежда батерията. Благодарение на този процес, задната ос изобщо не разполага със стандартни фрикционни спирачки, което елиминира източник на замърсяване на въздуха с фини прахови частици.
За да се улесни регенеративното спиране, организаторите на Formula E често добавят завои или дори шикани към съществуващи писти, за да осигурят достатъчно зони за интензивно намаляване на скоростта.
Вторият подход, въведен през последния сезон, е презареждането на болидите по време на самото състезание. Технологията, наречена Pit Boost и разработена от Fortescue Zero, позволява изключително бързо зареждане. Автомобилите влизат в бокса, спират на определено място и се включват към зарядна станция. Само за 30 секунди те получават 3,85 кВтч енергия, доставена с мощност от 600 кВт – около четири пъти повече от най-бързите комерсиални зарядни станции.
От пистата към серийните автомобили
Тази иновация добавя нов стратегически елемент към състезанията, но потенциалът ѝ се простира далеч извън пистата. Технологията за бързо зареждане може да се приложи и при стандартните електрически превозни средства. Докато притесненията за пробега постепенно изчезват, на тяхно място се появяват тези за самото зареждане – дали ще има свободна станция и колко време ще отнеме процесът. По-бързото зареждане е ключов фактор за производителите, които могат да предложат значително предимство пред конкуренцията.
Много от разработките за Formula E в крайна сметка намират приложение в серийните електромобили и хибриди. Например, Fortescue Zero е създала система за управление на батерията, наречена Elysia, която използва сензори и софтуер за откриване на неизправности и подобряване на производителността. Тази система вече се внедрява във всички автомобили на Jaguar Land Rover, като позволява по-бързо зареждане и по-дълъг живот на батерията.
Както отбелязват експерти от автомобилния спорт, състезателната писта винаги е била лаборатория. Технологии като огледалата за обратно виждане и антиблокиращите спирачни системи са разработени първо за състезания. Когато болидите от Formula E потеглят от стартовата линия, те носят със себе си технологии, които ще се появят в серийните автомобили само след няколко години.
Последвайте ни в Google News
