انرژی بازیافتی در ERS پاوریونیت فرمول یک چگونه استفاده می شود

فرمول یک ایران – انرژی الکتریکی در چند سال گذشته عاملی تاثیرگذار و کلیدی در رقابت‌های فرمول یک بوده است. اما این انرژی در یک دور پیست چگونه به کار گرفته می‌شود؟

پس از معرفی پاوریونیت (Power Unit) هیبریدی حال حاضر رقابت‌ها در سال 2014، به کمک نیروی الکتریکی پنجره‌ای جدید به رقابت‌های فرمول یک باز شد.

خودروی فعلی فرمول یک به کمک دو منبع قدرت به جلو رانده می‌شود: موتور احتراق داخلی شش سیلندر V شکل 1.6 لیتری با توربوشارژر و موتور برقی (سیستم بازیافت انرژی جنبشی به همراه سیستم بازیابی انرژی حرارتی).

در هر دور راننده مقدار مشخصی انرژی الکتریکی در مدت زمان معین برای استفاده در اختیار خواهد داشت. این نیرو در پیست چگونه به کار گرفته می‌شود؟

Renault F1 V6

به زبان ساده انرژی در مسقیمی‌های انتخاب شده در پیست در زمانی محدود به محور محرک منتفل می‌شود.

قبل از هر مسابقه تیم‌ها محدوده‌هایی از پیست که MGU-K (سیستم بازیافت انرژی جنبشی) فعال خواهد بود و مدت زمان فعال سازی در هر محدوده را مشخص می‌کنند. آن‌ها بر اساس تجزیه و تحلیل ریاضی تصمیم گیری می‌کنند؛ اندی کاول مدیر موتور مرسدس در این باره این‌چنین توضیح می‌دهد:

فرض کنید شما در پیستی با ده مستقیمی‌ مختلف (بلند و کوتاه) رو‌به‌رو می‌شوید در حالی که مقدار انرژی بازیافت شده محدودی در اختیار دارید لذا شما باید تصمیم بگیرید که به طور مثال در کدام مستقیمی‌ برای دو ثانیه و در کدام یک به مدت یک ثانیه از انرژی استفاده کنید.

بنابراین ما حالت‌های مختلف را بررسی می‌کنیم تا تشخیص دهیم استفاده از انرژی بازیافت شده در کدام مستقیمی‌ها زمان نهایی یک دور را کوتاه تر می‌کند. در نتیجه ممکن است در یک مستقیمی‌ تنها برای 0.2 ثانیه از آن استفاده کنیم و با ذخیره سازی در مسیرهای موثرتر آن را به کار گیریم.

اگر بخواهیم دقیق تر بحث کنیم می‌توان گفت انرژی می‌بایست در آغاز فاز شتاب گیری در مستقیمی‌ به کار گرفته شود.

ما مقدار مشخصی انرژی در دسترس داریم که آن را در بخش‌هایی از پیست که راننده در حال سرعت گیری است استفاده می‌کنیم.

مطالعات ریاضی نشان می‌دهد برای آنکه قادر باشید در کوتاه ترین زمان ممکن به نهایت سرعت برسید نیاز به حداکثر انرژی در شتاب گیری دارید.

مدیر فنی موتور رنو، رمی‌ تافین در ادامه صحبت‌هایش به اهمیت فاز شتاب‌گیری اشاره می‌کند.

بنابراین ما راننده را با مقداری زیادی انرژی برای حرکت اولیه تجهیز می‌کنیم حتی اگر به قیمت اندکی کمبود در بعد باشد. به همین علت است که ما برای مدیریت موثر انرژی از راننده می‌خواهیم که پایش را از پدال گاز بردارد و یا تصمیم به قطع MGU-H (سیستم بازیابی انرژی حرارتی) در انتهای مستقیمی‌ می‌کنیم.

این به معنی است که هنگامی‌که راننده در حال حرکت تخت گاز است، نهایت قدرت 120 کیلوواتی به کار گرفته می‌شود.

بدیهی است که تمام دورهای مسابقه به یک شکل پیش نمی‌رود لذا تیم‌ها شرایط حین مسابقه را نیز برای آمادگی خود لحاظ می‌کنند. کاول در ادامه می‌افزاید

درست است که این آماده سازی قبل از مسابقه انجام می‌شود اما کامپیوتر از شرایط آگاه است.

کامپیوتر می‌داند که این انرژی آن جا ذخیره شده است. او می‌تواند یاد بگیرد و خودش را تطبیق دهد. بنابراین اگر در مسیری در ترافیک قرار گرفتید و نتوانستید از انرژی استفاده کنید، کامپیوتر می‌داند که باتری پُر شما را در کدام قسمت باقی مانده پیست استفاده کند تا بهترین زمان را به دست آورید.

انرژی برقی در فرمول یک

بسته به نیاز، راننده می‌تواند انرژی را مطابق میل خود مصرف کند و در قسمت‌های از پیست که به قدرت بیشتری نیاز دارد آن را به کار گیرد. تافین در این باره می‌گوید:

ممکن است موقعیت‌های مختلفی پیش بیاید که با برنامه ریزی اولیه شما متفاوت است. مانند زمانی که راننده می‌خواهد اقدام به سبقت گیری کند.

ما می‌دانیم که سبقت باید در کدام مستقیمی‌ خاص انجام شود. لذا باید در جایی دیگر انرژی را ذخیره کنیم تا در آن مستقیمی‌ انرژی کافی را در اختیار داشته باشیم

علی‌ رغم این توضیحات، همچنان بسیاری از ریزه‌کاری‌های پاوریونیت فعلی و سطح بی نظیر بازدهی آن برای عموم غیرقابل دسترس است.

ممکن است این مطلب به برخی ابهام‌ها درباره مدت و مکان به کار گیری انرژی الکتریکی در پیست پاسخ داده باشد اما همچنان پرسش‌های زیادی درباره چگونگی عملکرد آن باقی است.