Kako električna vozila izlaze na trkaće staze

Rod Millen spušta vizir na kacigi, nekoliko centimetara prema zastavonoši i nišani niz asfalt koji vodi do startne linije. Cesta ispred nas skreće udesno - prvi od 156 zavoja tijekom sljedećih 12,42 milje - i brzo se uspinje van vidokruga. Ciljna crta je 14.110 stopa visok vrh Pikes Peaka u Coloradu, neumoljive planine koja je izazivala vozače trkaćih automobila i slavom i katastrofom u proteklih 91 godinu. Millen je devet puta osvojio Pikes Peak International Hill Climb, a postavio je rekord staze 1994. godine. Njegov sin, Rhys, postavio je još jedan rekord prošle godine, popevši se na vrh za užasnih 9 minuta i 46 sekundi; Millen misli da to može pobijediti.

Dobiva zelenu zastavicu i kotrlja se na gas. Na djelić sekunde, Millen osjeća kako se stražnje gume bore za prianjanje, a zatim se vozilo s 563 konjske snage kreće prema prvom zavoju, zavijajući poput policijske potjere s jednim automobilom. Njegova sirena od 120 decibela jedini je trag koji će gledatelji imati o Millenovom pristupu, jer je ove godine njegov trkaći automobil, Toyota TMG EV P002, gotovo nečujan. Po prvi put u svojoj karijeri, Rod Millen juri uz Pikes Peak u električnom automobilu.

Vozila dizajnirana za osvajanje utrka povijesno su bila najbrži, najsnažniji i najnapredniji automobili na bilo kojoj cesti. Desetljećima su trkaći automobili služili kao laboratoriji u kojima će nova tehnologija uspjeti ili propasti, a uspjesi su se često filtrirali do proizvodnih modela. Ali kako bi se održala neizvjesnost tijesnog natjecanja, moderne utrke, od kružnih staza na jugu do staze Formule 1 u Šangaju, sada provode stroga pravila. I tako umjesto inovacijama, inženjeri su postali zaokupljeni iskorištavanjem sitnih rupa u zakonu.

Kao rezultat toga, današnji serijski automobili često su napredniji od svojih trkaćih pandana. Ferrari 458 Italia nudi sustav kontrole proklizavanja koji je nezakonit u bolidu Formule 1 Ferrarija Fernanda Alonsa i Toyoti Camry NASCAR trkač koji tutnji uz visoku obalu Daytone ne može koristiti bregaste bregaste glave i promjenjivo vrijeme ventila koji se nalaze u svakom salonu model. Nijedan Porscheov trkaći automobil ikada napravljen ne može se mjeriti sa sofisticiranošću pogonskog sklopa nadolazećeg 918 Spydera.

Srećom, postoji jedno natjecanje u kojem pravila nisu ugušila inovacije. Na Pikes Peak International Hill Climb, laboratorij brzine je živ i zdrav, a najbrži razvoj događa se u klasi električnih vozila. Napredak u upravljanju snagom, vektoriranju zakretnog momenta, pa čak i brzom punjenju testira se na planini i poboljšava svake godine. I, za razliku od većine oblika utrkivanja s velikim novcem, nešto od onoga što je naučeno iznad drvoreda Colorada zapravo bi moglo dospjeti u garaže.

Do prije nekoliko godina električna klasa bila je tek nešto više od novosti; Električnom automobilu Sears Joea Balla trebalo je više od pola sata da stigne do vrha 1981. Ali sada je elektrika legitimna prijetnja trkaćim automobilima u neograničenoj klasi, koja nema ograničenja osim sigurnosti. U 2012. Toyotin električni automobil postigao je ukupno najbrže vrijeme na vrhu planine, odražavajući svog blizanca prednost motora na velikoj nadmorskoj visini, gdje automobili s unutarnjim izgaranjem gube oko 30 posto svoje snage na tanku zrak. Većina se slaže da je samo pitanje vremena kada će Pikes Peakom zavladati struja, a ne benzin.

Zbog električne energije osjećao sam se sjedinjenijim s automobilom. to je samo linearna snaga, poput tobogana koji ubrzava.

Ove godine Mitsubishi je ponudio dva MiEV Evolution II automobila s pogonom na sve kotače od 536 konjskih snaga. Vozač kaskader i profesionalni trkač Greg Tracy pilotirao je jednim od njih do vremena kvalifikacija koje se ekstrapoliralo do cilja među prva tri—ne samo u klasi električnih vozila, već i ukupno. "Električna energija učinila je da se više složim s automobilom", kaže Tracy. “S automobilom na plin uvijek mijenjate brzine i razmišljate o rasponu snage. Kod ovoga, to je samo linearna snaga, poput tobogana koji ubrzava. Nakon što uklonite te dodatne podražaje, to vam omogućuje da se koncentrirate na prolazak kroz taj zavoj što je brže moguće. A mogućnost da imate jednako snage na zadnjem zavoju kao i na prvom je zapanjujuća.”

Druge prednosti MiEV-a uključuju trenutačno vektoriranje okretnog momenta na četiri kotača i regenerativno kočenje—koje, u uvjetima utrke, znači da električni motori mogu djelovati kao drugi set kočnica kako bi spriječili konvencionalne pločice i rotore pregrijavanje. "Morala sam se prilagoditi mogućnostima automobila", kaže Tracy. "Svakim treningom postajao sam brži." Mitsubishijev serijski automobil Lancer Evo poznat je po svom sustavu pogona na sve kotače s vektorom okretnog momenta, koji limuzini daje agilnost koja prkosi fizici. U automobilima s plinskim pogonom takvi su sustavi čisto mehanički, ali Mitsubishijevi električni trkaći automobili obećavaju još brže reakcije mijenjanjem brzina svakog pojedinačnog motora kotača.

Ali električni trkači još uvijek se suočavaju s jednim zastrašujućim nedostatkom: težinom. Baterije sada imaju kapacitet poslati automobile na vrh, ali budući da ne mogu mjeriti gustoću energije s benzinom, automobilima je potrebno veće pakiranje. “Težina baterije je najvažniji problem s kojim će se električna vozila susresti u budućnosti,” kaže Naonobu Tajima, glavni inženjer za Monster Sport E-Runner koji vodi tim APEV. “Naš trkaći automobil teži 140 do 150 posto težine trkaćih automobila neograničene klase. Sa 156 zavoja, brzina i agilnost zavoja su ključni, tako da smanjenje težine igra veliku ulogu u natjecanju.” Također ostaje središnji izazov za proizvodne modele: Smanjenje težine električnih vozila značajno bi povećalo njihov domet.

Nekoliko tjedana prije utrke u lipnju, Toyota mi je pristala dopustiti da vozim njen jedini električni trkaći automobil u pogonu Toyota Racing Development (TRD) u Salisburyju, Sjeverna Karolina. "Obično su programi utrka tajnoviti", kaže Steve Wickham, potpredsjednik TRD-a za razvoj šasije. "Ali ovo vam možemo pokazati jer na Pikes Peaku nema pravila"—pa tako ni tajni koje krše pravila.

Wickhamov životopis uključuje serije visokog profila poput Formule 1 i NASCAR-a, a on se čini kao vrsta tipa koji je općenito prisiljen iscijediti veću brzinu iz bilo kojeg predmeta na kotačima susreti. Njegova djeca imaju najbrže električne motocikle Razor u susjedstvu otkako ih je tata unaprijedio na 48 volti iz tvornice 36. Ne vidi razlog zašto EV P002 ne bi bio najbrži električni automobil na planini.

Temeljen na šasiji Radical SR8, Toyotin električni automobil težak je 2500 funti i proizvodit će oko 563 konjske snage i 900 lb-ft okretnog momenta na dan utrke. Do tada, Millen će vježbati s oko 15 posto manje snage jer će taj rad punim gasom kuhati motore u procesu. Čak i s možda 500 konjskih snaga na raspolaganju, EV P002 ima omjer snage i težine na ludom, Bugatti Veyron kraju spektra. A Veyron ne nudi maksimalni okretni moment pri nula okretaja, što je jedna od najuočljivijih prednosti električnih motora.

Dok prilazim pristupnoj cesti na imanju TRD-a, Wickham me podsjeća na moju jedinstvenu priliku da izbacim iz tračnica cijeli pokušaj Toyote Pikes Peak. "Imamo jedan set krila, pa ih nemojte ni o što udarati", kaže. “A kočnice su karbonske, tako da zapravo neće raditi jer nisu vruće. Budite oprezni - to je samo neprocjenjivo." To je zapravo nekoliko milijuna dolara u razvoju i dijelovima. Ipak, bez pritiska.

Stanem u red na jednom kraju ceste, vidim slijepu ulicu na drugoj strani i stisnem gas. Ono što slijedi je ekstremna kognitivna disonanca. Guranje u leđa i osjećaj krivljenja s jednog mjesta na drugo prati samo a visoko zujanje iz motora, zajedno s bukom vjetra i zvukom šljunka s ceste s donje strane bokobrani. Vjerojatno sam već iskusio ovu vrstu ubrzanja, ali bilo koji drugi automobil s ovakvim potiskom zavijao bi od mehaničke kakofonije klokotanja usisa, ispušnog udara i cviljenja turbopunjača. U EV P002, u jednom trenutku sjedite mirno, au sljedećem bi bilo bolje da pritisnete kočnicu jer vam ponestaje ceste. Tracy kaže da su električni trkaći automobili u početku uznemirujući jer mozak očekuje slušne znakove kojih jednostavno nema. Znam što misli. To je kao da se minijaturiziram i privežem u autić s kojim sam se utrkivao kao klinac.

Odvozim nekoliko progresivno bržih vožnji prije nego što vratim Wickhamov auto dok je još u jednom komadu. Ako je ovo okus električne budućnosti, onda je doista svijetla.

Dan utrke na Pikes Peaku započeo je sunčano i vedro. Automobili na plin u neograničenoj klasi prvi se penju na planinu, a svjetski prvak u reliju Sébastien Loeb stiže do vrha u Peugeotu od 875 konjskih snaga za 8 minuta i 13 sekundi—novo snimiti. No, vrijeme se promijenilo do vremena kad se električna vozila postave. Postoje izvješća o susnježici visoko na planini. S mješavinom suhog i mokrog kolnika, električni timovi čak nisu sigurni koje gume koristiti.

"Ne mogu vam reći koliko sam se puta utrkivao na Pikes Peaku i bilo je prekrasno tijekom treninga, a onda drugačije na dan utrke", kaže Millen. Dok se njegovo vrijeme treninga ekstrapolira na sredinu vožnje od devet minuta, njegovo vrijeme utrke je oko 45 sekundi sporije. "Bili smo samo nekoliko sekundi ispod najbržeg vremena, ali nas je majka priroda prevarila", kaže Millen. “Padala nam je kiša; neograničeni dečki nisu. To je sranje.”

Tracy, u Mitsubishiju s pogonom na sve kotače, završava manje od sekunde ispred Millena. Među električarima su na trećem, odnosno četvrtom mjestu. Tracy je pod dojmom vremena, s obzirom na okolnosti. "Uzmete jednu od najopasnijih utrka na svijetu i učinite je mokrom", kaže. “Nevjerojatno je stajati na crti u takvim uvjetima i trčati 10:23.” Korištenje ručno užljebljenih guma na Monster Sportu E-Trkač, Nobuhiro Tajima (Naonobuov brat) pobjeđuje u električnoj klasi s vremenom 9:46, prvoj vožnji kraćoj od 10 minuta u električna era.

U 12 mjeseci ovi su električni automobili odrezali još jednu minutu od svog rekorda. Kakva će vremena biti za pet godina?

Iako frustrirajuće, vrijeme nije umanjilo optimizam da će tehnološki napredak u električnoj klasi uskoro zasjeniti onu neograničene. "U 12 mjeseci, ovi električni automobili odrezali su još jednu minutu od svog rekorda", kaže Millen. “Kakva će biti vremena u sljedećih pet godina? Predviđam da će ovo postati prokleto zanimljivo.” Naonobu Tajima smatra da će električni automobil dominirati Pikes Peakom za samo tri godine. Ta je prekretnica već prijeđena u klasi motocikala, gdje je ove godine Lightning Electric SuperBike je završio 21 sekundu ispred drugoplasiranog Ducati Multistrada—najbržeg na gasu bicikli.

U međuvremenu, električni trkaći automobili već su dokazali da ekološka vozila mogu biti sposobna za brutalne, staromodne brzine. "Većina ljudi nema pojma kada vide Leaf da postoji taj potencijal za izvedbu", kaže Tracy. Timovi su spremni prevladati i druge prepreke širokom usvajanju. Na primjer, Toyota je otkrila kako napuniti bateriju EV P002—s 42kWh, gotovo 10 puta više od Prius Plug-in baterije—za samo sat i pol. "Automobil se iz testne stanice za pogonske sklopove pretvorio u testnu stanicu za strategije punjenja velikom brzinom", kaže Wickham.

Iako su vozila s unutarnjim izgaranjem imala stoljetni tehnološki napredak, električni automobili sada se sve više pojavljuju u svojim retrovizorima, kako na planini tako i izvan nje. "Možete li zamisliti da smo upola smanjili težinu našeg automobila novom tehnologijom baterija?" pita Wickham. “Bilo bi nepobjedivo.”

Ezra Dyer osvojio je više međunarodnih nagrada za automobilske medije za svoje izvještavanje o automobilskoj tehnologiji. Ovaj se članak izvorno pojavio u izdanju časopisa iz listopada 2013 Popularna znanost.