BMW stworzyło elektryka, którego nie trzeba ładować. Po 20 km jazdy zyskuje 50 km zasięgu
Po 20 kilometrach jazdy ma więcej energii, niż przed startem. Jak to możliwe? Deep Orange 17 to projekt BMW, który opracowali studenci Clemson University. Jak działa i czym się wyróżnia?
Czy da się stworzyć samochód elektryczny, który w czasie jazdy powiększy swój zasięg? Teoretycznie przeczy to prawom fizyki, ale w praktyce są różne opcje do wykorzystania. BMW wspólnie z uniwersytetem Clemson postawiło sobie nietypowy cel. Samochód miał w codziennej eksploatacji pozyskiwać więcej energii, niż zużywa. Tak powstał Deep Orange 17, nazywany również Luminettą.
BMW postawiło jeden warunek: chcieli stworzyć samochód, który na koniec podróży będzie miał więcej energii, niż przed startem. Tak powstało Deep Orange 17
Początki projektu sięgają końca 2024 roku. BMW postawiło przed grupą 16 studentów studiów magisterskich z zakresu inżynierii konkretne zadanie. Celem było opracowanie elektrycznego pojazdu, który w określonym scenariuszu codziennego użytkowania osiągnie dodatni bilans energetyczny.
Priorytet jest prosty - maksymalna efektywność i ograniczenie zapotrzebowania na energię do poziomu, przy którym instalacja fotowoltaiczna może nie tylko pokryć zużycie, ale również wygenerować nadwyżkę.
Za punkt odniesienia przyjęto stosunkowo prosty scenariusz. Deep Orange 17 miał każdego dnia pokonywać 20 km w warunkach miejskich. Następnie sprawdzono, jak wyglądałby jego bilans energetyczny przy różnym poziomie nasłonecznienia.
Symulacje przeprowadzono dla Greenville w Karolinie Południowej, Frankfurtu, Madrytu oraz Mumbaju. Według uniwersytetu Clemson instalacja fotowoltaiczna może w takim scenariuszu nie tylko odzyskać energię zużytą podczas 20 km jazdy, ale także wygenerować nadwyżkę odpowiadającą średnio około 50 km dodatkowego zasięgu.
Oczywiście wszystko uzależnione jest od lokalizacji
Nie oznacza to, że Deep Orange 17 po każdych przejechanych 20 kilometrach automatycznie dodaje do akumulatora energię pozwalającą pokonać kolejnych 50 kilometrów. Wynik dotyczy konkretnego scenariusza codziennej eksploatacji i uwzględnia energię pozyskiwaną przez instalację fotowoltaiczną.
Rzeczywisty bilans zależy między innymi od miejsca użytkowania samochodu, warunków atmosferycznych, nasłonecznienia oraz pokonywanego dystansu. Im dłuższa trasa i większe zapotrzebowanie na energię, tym trudniejsze staje się osiągnięcie dodatniego wyniku.
Kluczem do sukcesu jest... fotowoltaika
Powierzchnia nadwozia jest niewielka w porównaniu z instalacją fotowoltaiczną montowaną chociażby na dachu budynku. Z tego powodu konstruktorzy musieli pracować jednocześnie nad zwiększeniem produkcji energii i radykalnym ograniczeniem jej zużycia.
Na zewnętrznych powierzchniach Luminetty znalazło się ponad 1700 ogniw fotowoltaicznych. Przy opracowaniu systemu studenci współpracowali z niemieckim Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems.
Ogniwa mogą produkować energię zarówno podczas jazdy, jak i wtedy, gdy samochód jest zaparkowany. System zaprojektowano również tak, aby zachowywał zdolność do wytwarzania energii w sytuacji, gdy część powierzchni samochodu znajduje się w cieniu.
Panele zabezpiecza trwała warstwa zewnętrzna. Jej kolor uzyskano przy wykorzystaniu procesu laserowego, dzięki czemu ogniwa mogą być elementem karoserii, a nie jedynie dodatkowymi panelami umieszczonymi na jej powierzchni.
Deep Orange 17 waży zaledwie 550 kg
Fotowoltaika nie pozwoliłaby jednak osiągnąć zakładanego rezultatu, gdyby konstruktorzy zastosowali ją w typowym współczesnym samochodzie elektrycznym. Oczywiście jednym z najważniejszych parametrów projektu Deep Orange 17 jest jego masa.
Gotowe do jazdy auto waży tylko 550 kg. Według twórców odpowiada to mniej więcej jednej czwartej masy wielu współczesnych seryjnych elektryków. Im mniej kilogramów trzeba rozpędzić, tym mniej energii potrzeba do pokonania każdego kilometra.
Do budowy samochodu wykorzystano różne zaawansowane materiały. Stal znalazła zastosowanie przede wszystkim w obszarach odpowiadających za ochronę pasażerów. Pozostałe elementy wykonano między innymi z aluminium i włókna węglowego. W konstrukcji pojawiły się także drukowane przestrzennie metalowe elementy łączące.
Na walkę z wysokim zużyciem energii pracuje również rekuperacja. Poza tym jest tutaj zaawnasowane sterowanie rozdziałem momentu obrotowego oraz zoptymalizowane układy sterowania napędem i elektroniką mocy.
Inspirację dla kształtu nadwozia znaleziono pod wodą
Efektywność wpłynęła również na wygląd Deep Orange 17. Dwuosobowe i dwudrzwiowe nadwozie musiało zapewnić niewielki opór aerodynamiczny, a jednocześnie możliwie dużą powierzchnię dostępną dla ogniw fotowoltaicznych.
Projektanci znaleźli nietypowy punkt odniesienia. Inspiracją była kostera, czyli ryba z rodziny rozdymkowatych. Jej kształt pozwala połączyć stosunkowo dużą objętość z niewielkim oporem aerodynamicznym.
Eksperymentalny charakter nie oznacza całkowicie surowego wnętrza
Studenci przygotowali również własny interfejs, który prezentuje w czasie rzeczywistym informacje dotyczące pracy samochodu. Kierowca może dzięki niemu obserwować parametry związane z jego gospodarką energetyczną.
Na pokładzie znalazły się także multimedia z Apple CarPlay i Android Auto. Teoretycznie więc Deep Orange 17 ma cechy normalnego auta.
Jest to oczywiście mobilne laboratorium - bardzo ważne. Deep Orange 17 ma przed sobą przyszłość
Samochód powstał w ramach programu Deep Orange prowadzonego przez uniwersytet Clemson. Studenci tworzą w nim od podstaw działające pojazdy we współpracy z partnerami przemysłowymi. BMW od lat współpracuje z uczelnią i uczestniczyło również w poprzednich projektach.
Przy Deep Orange 17 pracowało 16 studentów, którzy ukończyli studia dzień po prezentacji samochodu. Luminetta pozostanie w Clemson University International Center for Automotive Research i będzie wykorzystywana jako jeżdżąca platforma badawcza. Z wyników badań korzysta także BMW Co więcej, Deep Orange 17 pojawi się podczas targów CES w Las Vegas w styczniu w przyszłym roku.