Elke week kijkt Phil Charles naar twee films tegelijk, in een poging beide tegelijk te volgen en te begrijpen. Het is zijn huiswerk. Charles, de technisch manager van het Jaguar-raceteam, werkt op racedagen in de controlekamer en probeert de behoeften van twee coureurs die tegelijkertijd racen te begrijpen, zoals afgelopen weekend op het circuit van Brooklyn, waar Jaguar-coureur Mitch Evans als derde eindigde onder 22, en zijn teamgenoot Sam Bird werd vijfde. Charles hoort voortdurend feedback van de chauffeurs en adviseert hen hoe te reageren. De kern van alle beslissingen is energie-efficiëntie: wanneer u tijdens de race van 45 minuten een eindige hoeveelheid stroom verbruikt en bespaart.
Voor de toevallige toeschouwer lijkt dit misschien op de Formule 1-races die ze op tv hebben gezien, maar het is iets anders: Formule E, het elektrische alternatief voor de motorsport-moloch. Hoewel hij stiller is en minder benzinedampen produceert, biedt hij levendige races in het centrum met meer wendingen en een stukje van de glitter van het origineel. Insiders zeggen dat de sport de F1 niet zal vervangen, die nu aan populariteit wint in de VS (voornamelijk dankzij een publieksvriendelijke Netflix-documentaire, rijden om te overleven), maar naast elkaar bestaan als alternatief, vooral omdat technologische vooruitgang zijn auto’s in staat stelt de snelheid en acceleratie van het origineel in te halen. Terwijl dit gebeurt, passen ingenieurs hun lessen toe om de ontwikkeling van EV’s op de weg te informeren, de industriële term voor elektrische voertuigen die zijn gemaakt voor massaconsumptie. Maar twee van de grote teams behandelen die aanpak anders: terwijl Jaguar TCS op het circuit zal doorgaan om zijn elektrische opleiding uit te breiden, zal Mercedes na dit seizoen buigen om zich met name te concentreren op EV’s op de weg.
“De Formule 1 is het toppunt van racen met verbrandingsmotoren. We zijn het toppunt van elektrisch racen”, zegt James Barclay, teambaas van het Jaguar Formula E-team. Het idee voor de sport gaat terug tot 2011, toen de president van de Fédération Internationale de l’Automobile (FIA), Jean Todt, en de toenmalige Europese commissaris voor industrie, Alejandro Agag, besloten te profiteren van de toenemende aandacht in Europa voor de elektrificatie van voertuigen om de CO2-uitstoot te verminderen. Het eerste seizoen was in 2014 en acht jaar later telt het kampioenschap 11 teams en 22 professionele coureurs, die in 16 steden over de hele wereld racen. In de tweede van de double-header races in Brooklyn afgelopen weekend behaalden Mercedes en Jaguar TCS (genoemd naar hun samenwerking met Tata Consultancy Services) beide een podiumplaats, respectievelijk tweede en derde, achter het Chinese team DS Techeetah.
Een race gebouwd rond energie-efficiëntie
Elektrische racetechnologie is snel vooruitgegaan in de jaren sinds de sport werd gelanceerd. De eerste auto’s die in de originele races werden gebruikt, bekend als Gen 1, moesten een pitstop maken om de hele auto uit te schakelen, omdat het niet het hele parcours kon halen met één batterij. Nu voltooit de Gen 2-auto het hele circuit, bereikt hij snelheden tot 170 mijl per uur, en biedt hij ook regeneratie, waarbij remmen een deel van de kinetische energie van de auto terugwint door de batterij op te laden. Wanneer Gen 3 volgend seizoen wordt gelanceerd, zal het frontregeneratie hebben – en het zal een pitstop maken om snel op te laden, deels alleen om aan toeschouwers te laten zien dat het kan. “Wat de Formule E heel goed doet, is [being] een complete en volslagen technische demonstratie van hoe de toekomst van mobiliteit eruitziet”, zegt Jack Lambert, een race-ingenieur bij Jaguar.
Terwijl de Formule 1 agressief innoveert op het gebied van aerodynamica, omdat de concurrerende teams hun ontwerpen op unieke wijze mogen aanpassen, blijven de vormen en structuren van de auto in de Formule E hetzelfde voor alle teams, van het chassis tot de batterij. Wat varieert tussen rivalen zijn de aandrijflijn en software (en natuurlijk de stuurprogramma’s). Ingenieurs herhalen constant de eerste twee, om te concurreren met de anderen. Omdat ze dezelfde hoeveelheid vermogen en hetzelfde circuit hebben, is het belangrijk dat teams hun aandrijflijnen zo efficiënt mogelijk maken. Jaguar heeft vijf generaties aandrijflijnen gehad – dat zijn vijf motoren, omvormers, versnellingsbakken en softwareoplossingen. “Als je dat vergelijkt met de auto’s die we rijden, is dat een ongelooflijk snelle vooruitgang”, zegt Lambert.
De racestrategie is gebaseerd op energie-efficiëntie. Elke auto heeft 200 kW aan vermogen beschikbaar voor een race, en teams moeten beslissen hoe en wanneer ze het verbruiken. Ze zouden het niet precies over de 45 minuten verdelen omdat elke minuut van een race niet hetzelfde is; coureurs moeten bijvoorbeeld reageren op tegenstanders die u op verschillende tijdstippen inhalen. Ze moeten ook de batterijtemperatuur regelen, met behulp van verschillende interne koelsystemen, die niet boven de 72 graden Celsius (162 graden Fahrenheit) mogen komen. “We doen er alles aan om warmte niet te minimaliseren, maar op de juiste plekken te plaatsen”, zegt Lambert.
In de controlekamer zorgt Charles, de technisch manager, voor beide coureurs. Hij hoort informatie van hen in realtime op de gedeelde radio – gecodeerd als voetbaltoneelstukken die hij moet ontcijferen. “We proberen voortdurend hun energiestrategie te optimaliseren”, zegt hij. Als een band bijvoorbeeld te heet wordt, kunnen ze enkele van de controlesystemen op de auto veranderen om de achterband een gemakkelijker leven te geven. En het is aan de bestuurder om de wijzigingen door te voeren via de bedieningselementen op het stuur. “Voor een autocoureur gaat het tegenwoordig niet alleen om snel zijn”, zegt Charles. Het is eerder een test in multitasking.
Terwijl F1-coureurs in een weekend 13 sets banden hebben om in pitstops te wisselen naargelang de omstandigheden, hebben Formule E-coureurs slechts twee sets tijdens een normaal weekend, een andere duurzaamheidsbeslissing van het kampioenschap, om onnodig rubber te verminderen. Het beheren van het gebruik van uw twee sets banden is een van de grote uitdagingen voor Formule E-teams. “Als je één band in meerdere omstandigheden gebruikt, moet je hem van binnen en van buiten kennen”, zegt Lambert. Van stad tot stad verschillen ook de oppervlakken, en stadsstraten vormen een bijzondere uitdaging voor banden, met hun mengsels van beton, asfalt, vers asfalt, verf, stof en andere materialen.
De baan als EV-tech testlab
Motorsport is altijd een testlab geweest voor nieuwe technologie. Formule 1 hielp bij het stimuleren van interne verbrandingsinnovatie. Veel functies die we nu als vanzelfsprekend beschouwen in auto’s, werden voor het eerst geïnnoveerd in de F1 en later op de weg gebracht, waaronder koolstofvezelchassis, schakelpeddels, adaptieve ophanging en stuurwielknoppen.
Evenzo kunnen veel van de concepten die nodig zijn voor circuitsucces worden toegepast op elektrische voertuigen op de weg. De urgentie is duidelijk: in 2025 zal Jaguar een luxe volledig elektrische autobedrijf zijn (deels wordt dit gedreven door wetgeving; in het VK mogen fabrikanten na 2030 geen verbrandingsauto’s verkopen). Het heeft de toepassing al gedemonstreerd: in 2020 werd de Jaguar I-Pace, een volledig elektrische prestatie-SUV, geïnspireerd door benaderingen uit de Formule E, waaronder temperatuur- en koppelbeheer.
Een voorbeeld is het gebruik van siliciumcarbide, een halfgeleidermateriaal dat elektriciteit geleidt en auto’s in staat stelt sneller over te schakelen van gelijkstroom naar wisselstroom, wat nodig is om de motor te laten draaien om tractie te creëren. Jaguar begon het vier jaar geleden te gebruiken, en heeft de snelheid van het schakelen van stroom verviervoudigd, en is nu van plan het te gebruiken voor chips in wegvoertuigen, waar het nog niet alledaags is (hoewel Tesla ermee bezig was, voordat sommige terugroepacties mogelijk waren verbonden met de materialen). “Dit is net een test in de echte wereld, het is een snel laboratorium”, zegt Charles. “Als je strijdt met 11 teams die je elke dag proberen te verslaan, duw je de technologie verder.”
Maar terwijl Jaguar in het spel wil blijven om te blijven innoveren, is Mercedes spannend. Het heeft hun weginnovatie op dezelfde manier geholpen: het team dat de krachtbron voor het circuit ontwikkelde, hielp ook bij de ontwikkeling van de Mercedes VISION EQXX, een sedan die onlangs meer dan 1.000 km op één lading deed onder realistische rijomstandigheden. Voor Mercedes, zoals Audi en BMW, die ook opwindend zijn, is het een kans om zich meer op de weg te concentreren en agressieve EV-doelen te halen. “We mogen niet vergeten dat de kernactiviteiten wegauto’s zijn”, zegt Ian James, teambaas van het Mercedes-EQ Formule E-team. (Het Mercedes-raceteam, inclusief James, zal echter blijven werken voor de Britse fabrikant McLaren, die het Mercedes-team kocht toen het volgend jaar aan de competitie deelneemt. En als team achter superster Lewis Hamilton is het geen verrassing dat Mercedes zal blijven in Formule 1.)
Formule E is ook essentieel geweest voor het bewustzijn. Dat is de kracht van sport, zegt James, omdat het mensen op natuurlijke wijze binnen kan halen zonder hen een duurzaamheidsboodschap op te dringen. “We kunnen de hele dag over efficiëntie praten”, zegt James. “Maar je moet het wel spannend maken.” Veel mensen zullen aangetrokken worden door de oproep dat “dit echt snelle auto’s zijn. Ze zijn heel, heel cool.”
F1 gaat nergens heen
De Formule E brengt een jongere doelgroep binnen, een bevolking die zich al zorgen maakt over het klimaat en waar de concurrentie al actief naar streeft met zijn formaat. In zijn omarming van gamification-elementen lijkt het bijna op Mario Kart (geen bananenschillen): het heeft een “aanvalsmodus”, waarbij de bestuurder een 25 kW-boost moet activeren op een tijdstip naar keuze tijdens de race, en een “fanboost”. ”, extra boosts voor de meest populaire coureur, gestemd door kijkers voor de race. (Deze zorgen ook voor extra uitdagingen bij het gebruik van kracht.) “Het is de traditionele raceregels overnemen en het verscheuren”, zegt James. “Een formaat bedenken dat niet helemaal buitenaards is, maar deze echt edgy elementen heeft.”
Het is dus een ander beest dan de F1. De voorganger heeft grotere circuits en snellere bochten. Het spreekt tot de zintuigen, zegt James, met de rauwheid van het geluid en de geur van de olie. Maar James, een zelfverklaarde ‘petrolhead’, is nu een ‘elektrische head’. Er zijn bepaalde dingen die in de Formule E niet mogelijk zijn met F1: voornamelijk racen in het stadscentrum, om de toegankelijkheid voor alledaagse fans te bevorderen. ‘We zijn hier in Brooklyn,’ zegt James. “Wanneer is er een motorrace in Brooklyn geweest?” (De meeste F1-races vinden plaats op circuits op twee of drie uur rijden van het centrum, hoewel sommige stratencircuits zijn, waaronder Monaco, Melbourne, Australië en Abu Dhabi, Verenigde Arabische Emiraten.) Hij beschrijft het spannende racen tussen wolkenkrabbers in Hong Kong of in Berlijn, waar de race eigenlijk door de hospitality club loopt, wat met F1 niet kon vanwege lawaai en vervuiling. En de stadscircuits helpen innoveren, zegt Charles: ze hebben systemen nodig die kunnen navigeren op krappe, bochtige, onhandige tracks.
Maar terwijl elektrische voertuigen verbrandingsmotoren gaan vervangen – of het nu gaat om consumentenvoorkeuren of regelgeving, de F1 gaat nergens heen: het trok 1,5 miljard tv-kijkers in 2021 tegenover de 316 miljoen van de Formule E. Zelfs als de technologie van de Formule E aan het inhalen is (de topsnelheid van Gen 3 zal 200 mph zijn, dicht bij de huidige 230 mph van de F1,), is de verwachting dat de twee competities naast elkaar zullen bestaan, met de Formule E als alternatief, met verschillende uitdagingen en verkoopargumenten. Dus voor al het goede dat de Formule E doet, zal het de uitstoot van de F1, geschat op ongeveer 256.000 ton CO2-equivalent per seizoen, niet compenseren. Maar de ingenieurs zijn het erover eens dat de groeiende populariteit van de F1 – geïllustreerd door een toename van 47% in Amerikaanse kijkers van 2021 tot 2022 – het hele merk helpt op te tillen. “Ik denk niet dat we zo trots zijn dat we ons daar niet aan vast zouden houden en dat halo-effect zouden gebruiken,” zegt James, “vooral hier in de VS”