Μάθε τα πάντα για το ελληνικό ηλεκτρικό μονοθέσιο της Democritus Racing Team

Το τμήμα Μηχανικών παραγωγής και Διοίκησης του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης έχει από το 2015 την ομάδα Democritus Racing Team, που συμμετέχει σε διεθνείς διαγωνισμούς, με μονοθέσια που έχουν κατασκευάσει οι φοιτητές. Φέτος η ομάδα έκανε την μετάβαση σε ηλεκτρικό, συντονιζόμενη έτσι με όσα συμβαίνουν σε παγκόσμιο επίπεδο στον χώρο της αυτοκίνησης.

Το GOCAR επικοινώνησε με την ομάδα DRT του Πανεπιστημίου και συγκεκριμένα με την αρχηγό Αφροδίτη Αδριανού, η οποία βρίσκεται σε αυτή τη θέση απ΄το 2021, ώστε να μας πει κάποια πράγματα για το νέο εγχείρημα των φοιτητών. Οι απαντήσεις, στην συνέντευξη που ακολουθεί.

Γιατί αποφασίσατε να κάνετε τη μετάβαση σε ηλεκτρικό μονοθέσιο;

Η ομάδα, παρατηρώντας τις εξελίξεις στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας αλλά και στους διαγωνισμούς στους οποίους καλείται να συμμετέχει πήρε την απόφαση να αναπτύξει ένα ηλεκτρικό μονοθέσιο τόσο για την εξέλιξή αυτής αλλά και των μελών της όσο και για την βιωσιμότητά της στο μέλλον.

Πόσο διαφορετική είναι η διαδικασία ανάπτυξης ενός ηλεκτρικού μονοθέσιου σε σχέση με το θερμικό;

Όντας μία ομάδα που αναπτύσσει το πρώτο της ηλεκτρικό μονοθέσιο μία βασική προτεραιότητα για εμάς ήταν η έρευνα και η κατάκτηση των θεωρητικών γνώσεων που είναι απαραίτητες στους τομείς της υψηλής και χαμηλής τάσης. Αυτό συνέβη κυρίως γιατί η βασική διαφορά που παρατηρείται κατά την διάρκεια του project είναι η αυξημένη περιπλοκότητα των συγκεκριμένων συστημάτων σε συνδυασμό με την έλλειψη εμπειρίας των μελών μας. Ακόμα, σε ένα γενικότερο επίπεδο, ο τομέας της ηλεκτροκίνησης σε σχέση με αυτόν των θερμικών οχημάτων είναι λιγότερο αναπτυγμένος όσον αφορά τις υποδομές και την συντήρηση. Συνεπώς, η ομάδα αναπτύσσεται μαζί με την βιομηχανία, κάτι που δεν ισχύει στον τομέα της εσωτερικής καύσης.

Υπήρξε τεχνογνωσία η οποία μπόρεσε να μεταφερθεί από τα θερμικά μονοθέσια ή πρόκειται για κάτι απόλυτα καινούριο, οπότε η ομάδα πρέπει να ξεκινήσει από μηδενική βάση;

Φυσικά! Η ομάδα, έχοντας κατασκευάσει ήδη ένα βενζινοκίνητο μονοθέσιο, ανέπτυξε σημαντικά το μηχανολογικό της τμήμα και τα μέλη απέκτησαν εμπειρία στον σχεδιασμό, την κατασκευή και την μελέτη εξαρτημάτων και ανταλλακτικών. Συνεπώς οι υποομάδες του πλαισίου, μετάδοσης κίνησης, αναρτήσεων, διεύθυνσης και πέδησης και των αεροδυναμικών είχαν εξοικειωθεί τόσο με τα σχεδιαστικά προγράμματα αλλά και τις απαραίτητες κατεργασίες επιταχύνοντας την διαδικασία.

Επηρεάστηκε η ανάπτυξη από το chip shortage;

Όπως και σε κάθε τομέα της βιομηχανίας, έτσι και στην ομάδα μας το chip shortage έπαιξε καταλυτικό ρόλο στον προγραμματισμό του project. Από τον τομέα του marketing μέχρι και τον σχεδιασμό ήταν μία κρίση που η ομάδα κλήθηκε να αντιμετωπίσει συνεχώς.

Ωστόσο, όπως και οι μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες, αυτό οδήγησε σε μία αναπροσαρμογή των λειτουργιών της ομάδας στον τρόπο που σχεδιάζουμε και αποκτούμε τα απαραίτητα υλικά.

Τι είναι περισσότερο πολύπλοκο, ένα ηλεκτρικό ή ένα θερμικό μονοθέσιο;

Με βάση την δικιά μας εμπειρία, το ηλεκτρικό μονοθέσιο είναι σίγουρα αρκετά πιο περίπλοκο στην ανάπτυξη και την υλοποίησή του. Αυτό οφείλεται στην έλλειψη τεχνογνωσίας και τεχνικής υποστήριξης στον τομέα της ηλεκτροκίνησης στην Ελλάδα αλλά και στο γνωστικά απαιτητικό αντικείμενο.

Δείτε ακόμα: Top 10: Τα πρώτα σε πωλήσεις ηλεκτρικά στην Ελλάδα

Κατά πόσο υπάρχουν κοινά στοιχεία ανάμεσα σε ένα ηλεκτρικό μονοθέσιο και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα που μπορούμε να αγοράσουμε;

Η κύρια ομοιότητα βρίσκεται στην λογική λειτουργίας και στην ομοιότητα των συστημάτων. Πιο συγκεκριμένα, o τύπος μπαταριών που χρησιμοποιεί η ομάδα μας βρίσκεται και σε κάποια ηλεκτροκίνητα οχήματα.

Υπάρχει κάποια ιδέα για την οποία πήρατε έμπνευση από εμπορικά μοντέλα όπως εκείνα της Tesla;

Γενικά η μελέτη του αγωνιστικού πραγματοποιήθηκε βλέποντας το πώς οι κατασκευαστές αντιμετωπίζουν προβλήματα όπως η ψύξη των μπαταριών και τον τρόπο μετάδοσης της κίνησης. Συγκεκριμένα αξιοποιήθηκαν πληροφορίες με βάση τα πειράματα που έχουν ήδη πραγματοποιήσει και επιλέχθηκαν οι λύσεις που αρμόζουν περισσότερο στην δικιά μας εφαρμογή. Επιπλέον γίνεται μια προσπάθεια εξέλιξης του συνολικού συστήματος από άποψη διαχείρισης λογισμικού, καθώς τόσο σε εμπορικά όσο και σε αγωνιστικά οχήματα ο όγκος και η ερμηνεία πληροφοριών που προσφέρονται είναι πολύ σημαντικές για την γενικότερη βελτιστοποίηση του οχήματος.

Υπάρχει κάποια ιδέα με την οποία σκεφτήκατε να δουλέψετε και τελικά την είδατε να εφαρμόζεται σε εμπορικό επίπεδο λίγο αργότερα;

Η πραγματικότητα είναι πως καταφέραμε να συνδυάσουμε στοιχεία πολλών εμπορικών εφαρμογών προκειμένου να καταλήξουμε στο τελικό αποτέλεσμα. Αυτό έγινε έτσι ώστε το τμήμα του Powertrain να αξιολογήσει και να αξιοποιήσει το πλήθος των διαφορετικών συνδυασμών ηλεκτροκίνησης. Επομένως δεν υπήρχε κάποια συγκεκριμένη ιδέα που να σκεφτήκαμε και να προηγήθηκε της εμπορικής της εμφάνισης, ωστόσο τα μοτίβα που ακολουθήθηκαν μεγιστοποίησαν τα χαρακτηριστικά που προσφέρει η κάθε πτυχή των διαθέσιμων μοτίβων.

Ποια είναι τα τεχνικά χαρακτηριστικά του μονοθέσιου (χωρητικότητα μπαταρίας, Volts λειτουργίας του ηλεκτρικού κυκλώματος, ισχύς φόρτισης, ισχύς του/των ηλεκτροκινητήρα/ων, σε ποιον άξονα γίνεται η μετάδοση, πόση είναι η θεωρητική αυτονομία με όρους αυτοκινήτου και πόση σε αγωνιστικές συνθήκες);

Αριθμός Μπαταριών: 700 κελιά τύπου 18650

Χημεία μπαταρίας: Λιθίου Ιόντων (Li-Ion) και πιο συγκεκριμένα NMC

Χωρητικότητα μπαταρίας: 7.56 kWh ή 27.216 MJ

Volts λειτουργίας του ηλεκτρικού κυκλώματος: Peak = 588 V, Nominal = 504 V

Ισχύς φόρτισης: 3.3 kW

Ισχύς του/των ηλεκτροκινητήρα/ων: Peak = 68 kW, Nominal = 41 kW

Μετάδοση: Στον πίσω άξονα

Πόση είναι η θεωρητική αυτονομία με όρους αυτοκινήτου: 27.7 km

Πόση είναι η αυτονομία σε αγωνιστικές συνθήκες: Σε 25 km καίμε περίπου 6.83 kWh, άρα απομένουν άλλα 2,678 km

Είναι διαφορετική η οδήγηση του ηλεκτρικού μονοθέσιου σε σχέση με το θερμικό και αν ναι, τι πρέπει να αλλάξει ο οδηγός στον τρόπο που χειρίζεται το αυτοκίνητο;

Τα δύο βασικότερα θέματα διαφοροποίησης είναι η απουσία πολλαπλών αλλαγών σχέσεων στο κιβώτιο και η επιρροή των θερμοκρασιών στην συνολική απόδοση του συστήματος. Όσον αφορά το πρώτο ο οδηγός δεν εμπλέκεται στην αλλαγή ταχυτήτων που αυξάνει την συγκέντρωσή του στο χειρισμό του οχήματος αφού οι ηλεκτροκινητήρες διαθέτουν άμεσα την ροπή σε όλο το εύρος λειτουργίας τους. Ωστόσο αυτό χρήζει ιδιαίτερης προσοχής στην χρήση του γκαζιού. Ύστερα από την μεριά των θερμοκρασιών, οι υψηλές τιμές επηρεάζουν περισσότερο την απόδοση ενός ηλεκτρικού μονοθέσιου σε σχέση με ένα εσωτερικής καύσης, οπότε ο οδηγός οφείλει να προσαρμόσει κατάλληλα την οδήγηση σου στις εκάστοτε συνθήκες.

Πόσο έχει κοστίσει μέχρι τώρα το ηλεκτρικό μονοθέσιο και πόσο αναμένεται να κοστίσει μέχρι να είναι 100% έτοιμο; Τα ποσά είναι μεγαλύτερα ή μικρότερα σε σχέση με ένα θερμικό;

Ο προϋπολογισμός της ομάδας ανέρχεται στα 80.000 ευρώ. Αυτό περιλαμβάνει την κατασκευή του μονοθέσιου, την συντήρηση και εξόπλιση της ομάδας και την συμμετοχή σε διαγωνισμούς. Το ποσό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή, τις κατεργασίες και την αγορά υλικών ανέρχεται περίπου στα 60.000 ευρώ. Το ποσό αυτό είναι αρκετά μεγαλύτερο σε σχέση με αυτό της ανάπτυξης του προηγούμενου μονοθέσιου κυρίως εξ αιτίας της περιπλοκότητας και τεχνολογίας των υλικών.

Πώς γίνεται ένας διαγωνισμός FSAE;

Οι διαγωνισμοί στους οποίους συμμετέχει η ομάδα οργανώνονται από τους οργανισμούς Formula SAE και Formula Student. Για να μπορέσει να συμμετάσχει η ομάδα σε κάποιον διαγωνισμό θα πρέπει να περάσει την διαδικασία των registration test, που εξετάζουν τις γνώσεις των μηχανικών της και την εξοικείωσή των μελών της με τους κανονισμούς. Εκεί, ομάδες από όλο τον κόσμο ανταγωνίζονται για μία θέση σε κάθε διαγωνισμό.

Οι διαγωνισμοί ξεκινούν με τον τεχνικό έλεγχο και χωρίζονται σε στατικά και δυναμικά αγωνίσματα. Τα δυναμικά αγωνίσματα αφορούν την επίδοση του μονοθέσιου μέσα στην πίστα (απόδοση και αντοχή, επιτάχυνση, skid pad κ.α.) ενώ τα στατικά αφορούν την πλαισίωση του σχεδιασμού και της κατασκευής.

Από πόσα άτομα αποτελείται η ομάδα και τι ρόλο έχει ο καθένας;

Η ομάδα αποτελείται από 60 μέλη και χωρίζεται στα τμήματα manufacturing και operations. Όπως και οι διαγωνισμοί, το τμήμα manufacturing ασχολείται με τον σχεδιασμό και την κατασκευή του οχήματος και το τμήμα operations με ό,τι πλαισιώνει την ομάδα και τα μέλη. Συνολικά, τα μέλη χωρίζονται σε 10 υποομάδες που οργανώνονται και καθοδηγούνται από τον κάθε υπεύθυνο.

Ποιες είναι οι σπουδαιότερες διακρίσεις που έχει κατακτήσει μέχρι σήμερα η ομάδα;

Με το πρώτο της μονοθέσιο η ομάδα κατέκτησε την 6η γενική θέση (ανάμεσα σε 27 ομάδες) στον διαγωνισμό Formula Student Netherlands στην Ολλανδία το 2021 και την 22η θέση ανάμεσα σε 46 ομάδες στον διαγωνισμό Formula ATA στην Ιταλία το 2019.

Ποιοι είναι οι στόχοι της ομάδας για το πρώτο της ηλεκτρικό μονοθέσιο;

Γνωρίζουμε πως η ανάπτυξη του πρώτου ηλεκτρικού μονοθέσιου για την ομάδα είναι ένα απαιτητικό σχέδιο, οπότε στοχεύουμε στην ανάπτυξη ενός λειτουργικού και αξιόπιστου μονοθέσιου για αρχή.