Motorsport som Formel 1 handler ikke utelukkende om å vinne løp. Mange innovasjoner fra slike serier har funnet veien til personbiler på veiene i dag.
Skivebremser, som de aller fleste biler i dag har, er et eksempel. Disse ble utviklet av Jaguar, og tatt i bruk på C-type i 1953 under Le Mans.
Hensikten var å gi bedre avkjøling enn det som var mulig med datidens standard trommelbremser. Det gir bedre bremseeffekt, og kortere bremselengde.
Mye av teknologien som dannet grunnlaget for dagens bildekk stammer fra Formel 1.
Motorutvikling i bilsport, og særlig Formel 1, har gitt mye teknologi som har funnet veien over i trauste personbiler.
KERS-teknologi, som sparer energi skapt fra oppbremsing, slik at den kan brukes til å gi mindre energiforbruk under aksellerasjon, stammer også fra Formel 1.
Og ikke minst fremskritt innen aerodynamikk, som bidrar til både veigrep og lavere energiforbruk.
Listen er lang, og det er åpenbart at bilsport, særlig der hvor bilprodusenter stiller sine egne lag, har en funksjon langt utover å være underholdning.
Og motorsport kan få betydning også for den videre utviklingen av elbiler.
- 12 myter og fakta: Er elbilen egentlig miljøvennlig?
Motorsport blir stadig mer elektrisk
Motorsport kommer fortsatt til å være en viktig drivkraft innen utviklingen av ny teknologi i bilverdenen.
Formel 1 har med tiden blitt et billøp bestående av hybridbiler. Dette speiler utviklingen av vanlige biler.
Det er det ikke bare jubel for i Formel 1-verdenen. Ross Brawn, tidligere leder for Mercedes-laget, sier i et intervju med ESPN at Formel 1 nå må ta et valg: Om det skal følge gatebilenes utvikling mot elektrisk fremdrift, eller om det skal ta en egen retning med forbrenningsmotorer.
For en ulempe med elektrisk fremdrift er tross alt at mye av lyden mange forbinder med motorsport forsvinner. Brawn mener at sporten er i ferd med å bli mindre publikumsvennlig.
Han ser for seg at også Formel 1 kan bli en helelektrisk serie med tiden. Og at det derfor er på tide å tenke på om serien skal skille seg fra den tette koblingen mot utviklingen av ny bilteknologi.
Hva som kommer til å skje med Formel 1-motorer avgjøres ikke før i 2020. Det som er sikkert er at elbiler er i ferd med å bli en viktigere del av bilsportens verden.
- Hvor mye kan USAs nye president bety for elbilens fremtid?: Ganske mye, mener Chelsea Sexton
«Formel 1» for elbiler er en teknologiplattform
FIA, styringsorganet for store deler av internasjonal bilsport inkludert Formel 1, etablerte løpsklassen FIA Formula E Championship, eller Formel E om du vil, i 2012, og holdt første løp i 2014.
Dette er en serie forbeholdt løpsbiler med helelektrisk fremdrift, og kan tenkes på som Formel 1 for elbiler. Uten sammenligning for øvrig.
Alejandro Agag, som tok initiativet til Formel E, sier i et intervju med Vanity Fair at han ønsker at serien skal være en teknologiplattform som skal hjelpe til å utvikle elbiler, og at den skal bidra til å gi folk lyst til å kjøre elektrisk.
Formel E ligger an til å bli en viktig arena for innovasjoner som vil komme til nytte i blant annet vanlige elektriske gatebiler i fremtiden.
Serien består av 10 lag med til sammen 20 førere, med løp på rundt 3 kilometer lange baner.
- Elbilbatterier: Nå faller prisen på litiumionbatterier raskere enn noen gang
Alle lag må følge samme regler
Det er, som i annen bilsport, en rekke regler lagene må følge. For eksempel kan bilene yte maks 170 kilowatt under hovedløpet.
Alle elbilene er i utgangspunktet basert på det chassis kalt Spark-Renault SRT-01, har en elektromotor fra McLaren, en 28 kilowattimers batteripakke fra Williams Advanced Engineering, og fem trinns girkasse fra Hewland. Michelin er dekkleverandør til serien.
Etter hver sesong åpner FIA for at flere komponenter kan avvike fra det originale oppsettet. Det er imidlertid fokus på å åpne for utvikling på områder som kan komme elektrisk mobilitet som helhet til gode.
Så langt har alle lagene anledning til å endre på drivlinjen og bakre hjuloppheng. Det betyr at vekselretter, kjøling, motor og girkasse kan byttes ut eller modifiseres.
Det eneste som skal være likt på alle biler er chassis og batteri, og at fremdriften er på bakhjulene gjennom én differensial som fordeler kraften mellom dem.
Over tid er det også ventet at FIA vil tillate flere endringer på bilene, noe som vil bidra til større konkurranse mellom lagene. Blant annet vil det trolig neste sesong være åpnet for firehjulsdrift.
- Elektrisk storsatsing: Nå er Volkswagens nye elbil-plattform klar
Potensiale for innovasjon
Her ligger det med andre ord potensial for innovasjon, særlig med tanke på reduksjon av komponentstørrelse og -vekt for å gi mer effektiv fremdrift.
For lagene har selvsagt som mål å vinne, og hvordan de angriper utfordringene gir ulike resultater.
For eksempel gikk laget til den kinesiske elbilprodusenten NextEV og laget til DS (PSA) og Virgin Racing i sesong to for en dobbel motor i serie som ga dreiemoment nok til at det ikke er behov for mer enn ett gir.
Ulempen med denne løsningen er at den gir ekstra vekt, og siden det er krav om at all kraften leveres til én differensial er det ikke mulig å drive hvert bakhjul med hver sin motor.
Derfor har DS Virgin Racing gått vekk fra dette i sesong tre, mens NextEV har videreutviklet tomotorkonseptet.
Renault e.dams-laget har utviklet et togirsystem som utnytter en større motor med mer dreiemoment. Førstegir er bare i bruk for å få bilen over startstreken. Dette gir høyere vekt, men ved å kapsle motor og girkasse i karbonfiber, holdes vekten så lav som mulig. Girkassen ble fjernet helt i den tredje og pågående sesongen.
Laget til Audi Sport og ABT Schaeffler har flyttet likeretteren lavere ned i bilen for å gi lavere tyngdepunkt.
Mens det er anledning til å utstyre bilene med girkasser med inntil seks trinn, og alle hadde femtrinns girkasse i første sesong, har ingen av lagene mer enn tretrinns girkasser nå.
Felles sett med regler styrer innovasjonen
Formel E-reglene er lagt opp slik at bilene ikke bare skal utvikles slik at de kan kjøres på maks effekt hele tiden. For eksempel skal samme sett med dekk brukes gjennom hele løpet, og det brukes et dekk som fungerer i alt vær i stedet for mønsterløse dekk.
I dag har batteriet en praktisk begrensning, som resulterer i at selv om løpene bare varer i rundt 50 minutter, er alle lagene pålagt å bytte bil én gang under løpet, og må bruke minst 60 sekunder på byttet.
Ingen av bilene har kapasitet nok til å fullføre hele løpet på én lading.
Siden alle bilene har samme batteri, må alle ta hensyn til temperaturgrensene til dette. Ved 62 varmegrader får batteriet redusert ytelse, og over 64 grader kuttes strømmen.
Dette gjør at lagene må tenke nøye gjennom hvordan de bruker energien, hvor mye de regenererer ved oppbremsing og annet.
I tillegg er det begrensinger for hvor mye energi som kan regenereres. I forrige sesong var taket satt til 100 kilowatt, mens det nå er satt til 150 kilowatt.
-
Opel-sjefen: – Vi har bransjens billigste batterier
Kan gi bedre batteri og mer effektive elbiler
At batteriet er likt for alle, gjør at det er satt en grense for hvor mye energi som kan brukes. I den pågående sesongen er det maksimalt anledning til å bruke 28 kilowattimer før det må byttes bil.
Disse aspektene gjør at lagene må tenke vel så mye på effektivitet og redusert energiforbruk som på kraft og fart. Det kan tenkes å føre til mer energieffektive løsninger for vanlige biler i fremtiden.
I en video publisert av Renault e.dams sier Dams-grunnlegger Jean-Paul Driot at han tror at Formel E kommer til å bidra til rask utvikling av batteriteknologi som gir lengre rekkevidde.
Målet er ifølge batteriprodusenten å komme til et nivå hvor det ikke er behov for å bytte bil underveis innen sesong 5 av Formel E. Serien er nå inne i sin tredje sesong.
Et annet viktig aspekt er ifølge Driot at Formel E fungerer som et utstillingsvindu for elektrisk mobilitet. Særlig fordi de fleste rundene er urbane løp i bysentra som Berlin, Paris og Mexico by.
Utvikler nye løsninger for Formel E
Roberto Dalla, administrerende direktør i den Fiat Chrysler-eide bilkomponentleverandøren Magneti Marelli, sier i en video fra FIA at målet med Formel E er at teknologien som brukes i bilene skal komme produksjonsbiler til gode i fremtiden.
Selskapet produserer motor for Andretti-laget, og en telemetriløsning, som de ser for seg vil brukes i fremtidige V2X-løsninger, hvor bilen kommuniserer med andre biler og infrastrukturen.
Ifølge informasjon (PDF) fra TE Connectivity, som er del av laget Andretti Motorsport, er kommunikasjon en essensiell del av Formel E.
Hver bil kan ha inntil 200 individuelle datakanaler med informasjon om alt fra batteri til dekktrykk. Alle disse dataene må lagres, og overføres til datalagre når bilen står i ro.
Siden vekt er en så viktig del av regnestykket, barberes det på alt fra selve datakabeltilkoblingen til elektronikken som er involvert. Noen gram her og der kan tross alt fort utgjøre et halvkilo eller fem.
Å erstatte kobberkabel med aluminium har også sine fordeler. Aluminum har bare 60 prosent av ledeevnen, og er ikke like bøyelig som kobber, men vekten kan potensielt halveres, ifølge TE.
De ser på Formel E som en testarena for teknologi som kan overføres til personbiler. Særlig siden elbiler fremdeles er et relativt nytt område for bilindustrien.
- Elektrisk superbil: Faraday Futures første bil har over 1000 hestekrefter
Audi satser på elbilsport
Men nøyaktig hvilke resultater Formel E vil gi for utviklingen av nye elbiler, er så langt ikke kjent. Men at de vil ta med seg noe, er ganske sikkert.
I forkant av den pågående Formel E-sesongen sa Audi at det er et logisk steg for dem å forplikte seg til serien i lys av deres kommende elbiler og ambisjon om at 25 prosent av alt bilsalget deres skal være elektrisk innen 2025.
Audi trakk seg i fjor ut av utholdenhetsløpet FIA WEC til fordel for Formel E.
Formel E er også i ferd med å utvide til nye områder som kan påvirke biler du kan kjøpe i fremtiden. Underkategorien Roborace, som ble lansert i 2015, skal bestå av autonome racerbiler.
Løpene er ikke i gang enda, men det er ventet at disse løpene vil kunne vare lenger, og at bilene kan holde hastigheter på opp mot 300 kilometer i timen. Når det ikke er nødvendig å tenke på sjåførens liv, åpnes det tross alt for helt andre vurderinger.
Det har også kommet andre elektriske billøp i kjølvannet av Formel E. Serien Electric GT, som ikke er arrangert av FIA, benytter nedstrippede Tesla Model S. Red Bull rallycross-serien har også åpnet en elektrisk utgave.
- Les om Electric GT: Å fjerne 500 kg gjorde Tesla-en nøyaktig så kjapp som Musk kalkulerte
Dukker opp i elbiler i fremtiden
Elbilsport kan vise seg å være fremtiden for motorsport. For motorsport er ikke noe bilprodusentene deltar i fordi de liker å konkurrere. De deltar fordi det gir anledning til å utvikle nye løsninger.
Siden fremtidens biler er elektriske, er det sannsynlig at flere bilprodusenter vil involvere seg i Formel E.
Volvo, Nissan og BMW er blant bilprodusentene som har vist interesse. Det er sannsynlig at flere vil melde seg etter hvert.
Renualts prosjektleder for Formel E, Vincent Gaillardot, sier til CNN at de jobber med å løse de samme utfordringene for løpsbilene som gatebilene; lengre rekkevidde.
Antoine Foella, elbilbatteriingeniør hos Renault, sier at Formel E er viktig for å promotere elbiler, men at teknologien fra løpsbilene i dag en dag kommer til å bli tatt i bruk i gatebilene de produserer. Dette er ifølge Foella en av hovedintensjonene deres.
- Les flere saker om elbil
