Waarom de Formule E de toekomst van elektrische auto's voorspelt

Als je je wel eens afvraagt waar de technologie voor elektrische auto’s naartoe gaat, dan is het wellicht een goed idee om je eens te verdiepen in de Formule E. Waarom? Omdat de technologie die in 2025 op elektrische consumentenvierwielers wordt geïntroduceerd, nu al in een Formule E-bolide tot het uiterste wordt gedreven.

“Het is eigenlijk ook fout om de Formule E alleen te zien als een test-raceklasse voor elektrische auto’s. Het is veel meer een sport waarin onderzoek naar toekomstige EV-technologieën wordt gedaan”, zegt Jack Lambert, onderzoek- en innovatiemanager motorsport-integratie bij Jaguar Land Rover (JLR), tegen Business Insider. “Autofabrikanten testen hun auto’s zelf altijd in verschillende scenario’s, dat wordt niet in de Formule E gedaan.”

Maar de raceklasse is wel specifiek ingericht om de dagelijkse omgeving van een reguliere elektrische auto te kunnen nabootsen, alleen dan tot het extreme. Zo hebben de auto’s allemaal dezelfde carrosserie, batterij en banden. Die laatste zijn overigens ‘all weather’-banden, vergelijkbaar aan de varianten die je kunt terugvinden op een straatauto. Daarnaast rijden ze op dezelfde straten als waar jij en ik gebruik van maken.

“Mensen hebben het altijd op twee manieren over EV’s: hoe zit het met de actieradius en hoe hard kan hij optrekken. De Formule E richt zich op beide. De actieradius komt aan bod in de race en de pure kracht komt aan bod tijdens de kwalificatie”, zegt Lambert.

Voor de twee onderdelen van een Formule E-race gelden dan ook verschillende regels. Tijdens de kwalificatie mag uiteindelijk het volledige vermogen van de auto op het asfalt losgelaten worden, om een zo’n snel mogelijke rondetijd neer te kunnen zetten.

Maar tijdens de race is dit niet het geval, dan kan de raceleiding namelijk beperkingen opleggen. Zo kan het zijn dat teams slechts 60 procent van een volledige acculading tijdens een specifieke race mogen gebruiken.

“Neem de E-Prix van Londen bijvoorbeeld. Deze is vrij kort, waardoor we hem in theorie vrijwel helemaal op vol vermogen zouden kunnen uitrijden. Maar dit maximale vermogen komt aan bod tijdens de kwalificatie. De race daarentegen is om te laten zien hoe de softwaresystemen, de controle en de strategie zich vertalen in een robuust energieverbruik. Dat is waar de concurrentiestrijd naar boven komt”, legt Lambert uit. “Dus als je aan het eind van een race een team achteruit ziet rijden, dan weet je dat de strategie niet heel sterk was”, grapt hij.

Formule E-teams mogen 2 jaar lang alleen aan software sleutelen: dat zorgt voor focus op efficiëntie

Het enige waar de teams aan mogen sleutelen, is de aandrijflijn vanaf de batterij tot aan de achterwielen. De ophanging aan de voorkant is voor elk team exact hetzelfde. Dit zorgt voor een focus op efficiëntie.

“Je heb in essentie te maken met drie componenten: de inverter, de motor en de versnellingsbak. Dat zijn in essentie dezelfde onderdelen die je ook op een normale elektrische auto tegenkomt”, legt Lambert uit. “Het is aan ons de taak om de energie uit de batterij zo efficiënt mogelijk om te zetten in kinetische energie en koppel bij de wielen.”

Teams in de Formule E krijgen ongeveer 18 maanden de tijd om de door henzelf ontworpen hardware te optimaliseren voordat het voor twee jaar wordt vastgezet en ze het mogen gebruiken in een generatie Formule E-wagens. Er mag tijdens die tweejarige periode alleen nog aan de software gesleuteld worden.

“Dit is vergelijkbaar aan de manier waarop een autofabrikant met consumentenauto’s werkt. Na een bepaalde periode van ontwikkeling wordt het model geproduceerd en gaat het naar de klant, dan kan er niets meer aan veranderd worden, behalve de software”, verklaart Lambert. “Het is aan ons om voor elke race de optimale software-instellingen te vinden. Daar ligt onze grootste winst.”

Vanzelfsprekend verzamelen de teams enorme bakken data tijdens races. Die worden vervolgens geanalyseerd, in het geval van Jaguar met behulp van een cloudplatform van provider TCS.

“Wij zorgen ervoor dat we de verzamelde data binnen razend tempo vanaf het circuit door het team geanalyseerd kan worden. Zo kunnen zij op tijd beslissingen nemen en aanpassingen doorvoeren die kunnen leiden tot overwinningen op het circuit", legt Anupam Singhal, hoofd productie bij TCS, uit.

Op basis van deze data en de analyse kan de software van de Formule E-bolide geoptimaliseerd worden en via een software-update bij de volgende race in de auto geladen worden.

En de lessen die men leert uit dit proces kunnen in sommige gevallen ook al voordelen hebben voor de EV’s die nu op de openbare weg te vinden zijn. “Een voorbeeld hiervan is een Jaguar Racing-project waar ik aan meewerkte waarbij we via een software-update ervoor konden zorgen dat de eigenaren van de Jaguar I-Pace een extra 'range' van 20 kilometer kregen”, zegt Lambert.

Over andere, recentere voorbeelden kan Lambert helaas nog niet uitweiden. “We staan nu echt aan het begin van nieuwe ontwikkelingen die je mogelijk over twee jaar in de toekomstige Jaguars kunt tegenkomen. Daar kan ik verder niets over kwijt”, lacht Lambert.

Elektrische auto's supersnel laden met 600 kW: 'Dat kunnen consumenten uiteindelijk ook'

Maar tegelijk vertelt hij wel trots dat een Formule E-auto met 600 kW kan snelladen, en dat dit zelfs gebeurt bij het regeneratief remmen van de racewagens. Ter vergelijking: elektrische auto's voor consumenten laden momenteel met maximaal 250 tot 300 kW.

“De ontwikkelingen voor het kunnen laden met 600 kW voor straatauto’s staat nog in de kinderschoenen, maar die zullen er uiteindelijk ongetwijfeld komen”, zegt Lambert. “We zullen binnen de Formule E een seizoen krijgen waarin we snel gaan laden, waarvan we verwachten dat het op 600 kW zal gebeuren. Dus we krijgen de kans om te laten zien wat er mogelijk is met die technologie binnen een gecontroleerde ruimte.”

Een van de componenten die het snellere laden en de hogere efficiëntie mogelijk zou kunnen maken zijn transistors van siliciumcarbide. Deze zijn veel efficiënter in het omzetten van gelijkstroom naar wisselstroom en andersom. “Maar helaas kan ik nog niets zeggen over de voordelen die we door dit component hebben kunnen behalen”, zegt Lambert. “Ik weet ook niet of concurrerende teams er al mee werken.”

Jaguar TCS Racing gaf eerder aan dat het op gebied van siliciumcarbide-transistors werkt met fabrikant Wolfspeed, een van de belangrijkste spelers als het aankomt op dit component. Het team is naar eigen zeggen een van de eerste die de componenten in gebruik heeft genomen.

Ondertussen wordt siliciumcarbide nog niet breed gebruikt in de consumentenwereld. Tesla test er als een van de weinige fabrikanten al langer mee. Of we de efficiëntere componenten ook terug gaan zien in een nieuwe EV van Jaguar die in 2025 zijn opwachting zal maken? Ook daar kan Lambert nog niets over zeggen.

“Maar we hebben al bewezen dat duurzaamheid en prestaties elkaar niet bijten. Alles wat we leren komt terug in de ontwikkeling van onze consumentenvoertuigen. En als die ontwikkelingen dan in onze toekomstige auto’s verschijnen, dan kunnen we er zeker tot in detail op ingaan”, zegt Lambert lachend.

LEES OOK: Autofabrikanten zijn in een race verwikkeld om snelladen drastisch te verbeteren: is het slim om nog even te wachten met aankoop van een elektrische auto?