Eero Immonen, Mika Lauren, Ari Putkonen ja Mika Seppänen iloitsevat Turun Ammattikorkeakoulun rallicross-sähköauton saamasta huomiosta saksalaisessa autourheilualan julkaisussa. Kuva Suvi Elo.
Teknologia

Sähköautoilla ajetaan tulevaisuudessa kilpaa

Turun ammattikorkeakoulussa suunniteltu sähköinen rallicross-auto on tulevaisuuteen katsovaa ajoneuvosuunnittelua. Nyt valmisteilla on voimalinjojen sekä akku-järjestelmien optimointia koskeva tutkimushanke. 

Teksti Elina Teerijoki

Vuonna 2021 rallicrossissa ajetaan jo sähköautojen MM-sarjaa. Kilpa-auton tai toisaalta suuren työkoneen tarpeet ovat toisenlaisia kuin tavallisen henkilöauton.

Kilpa-auton akku joutuu lujille: Kun kisataan sekunneista, pitää viimeisetkin tehot saada ulos optimaalisesti. Tehokas lataaminen asettaa haasteita sähkönsyötölle ja akun lämmönhallinnalle. On huomioitava myös sähköturvallisuus esimerkiksi onnettomuustilanteissa.

Näitä asioita mietitään Turun ammattikorkeakoulun konetekniikan opinnoissa, kun työnä on rakentaa Mercedes Benzin AW 176 –mallista sähköinen rallicross-auto. Auton runko on vielä moottoria vailla, mutta suunnittelu ja simuloinnit etenevät opiskelijatöinä.

Koulutus- ja tutkimuspäällikkö Ari Putkonen Turun ammattikorkeakoulusta kertoo, että kun kampuksen uusia tiloja suunniteltiin vuonna 2017, voimansiirron sekä akkuteknologian kehittäminen ja testaaminen linjattiin laboratorion keskeisiksi toiminnoiksi.

– Nämä osa-alueet ovat tärkeitä tulevaisuuden ajoneuvo- ja työkonesuunnittelun kannalta. Uudet laboratoriot suunnitellaan siten, että ammattikorkeakoulun osaamisesta hyötyvät myös alueen yritykset.

Tukena 5G-tekniikka

Autourheilun kannalta kiinnostavaa on autoon asennettava 5G-tekniikka, joka voi tulevaisuudessa syventää yleisökokemusta. Yleisö voi saada teknistä tietoa autosta ja moottoriolosuhteista kisan aikana ja seurata sen vaikutusta suoritukseen.

5G-tekniikka palvelee myös tutkimusta. Autosta rakennetaan digitaalinen kaksonen, jonka avulla voidaan tehdä vikadiagnostiikkaa siirtämällä reaalimaailman autoversiosta dataa digitaaliseen malliin.

– On pitänyt itsekin oppia uutta, että saatiin suunnittelu käyntiin. Esimerkiksi tämän tyyppistä sähköauton akkua ei voi edes ostaa valmiina, kertoo projektipäällikkö Mika Seppänen.

Kumppanit ovat hankkeessa tärkeitä. Esimerkiksi Valmet Automotive teettää opiskelijoilla harjoitus-ja lopputöitä, jotka edistävät samalla sähköautoprojektia. Projektissa ovat mukana myös Siemens, SSAB, Ideal PLM, 3D Tech ja Vauhtipiste.

Vihreä ralliauto on laaja projekti, jossa on osa-alueita osien ainetta lisäävästä valmistuksesta ergonomiaan. Opettajat laskevat, että seitsenhenkisen, opiskelijoista koostuvan johtoryhmän lisäksi auton suunnitteluun on osallistunut noin 150 ammattikorkeakoulun opiskelijaa.

Uudet opiskelijaryhmät jatkavat työskentelyä saman teeman parissa. Sähkökilpa-auton toisen version suunnittelu aloitetaan keväällä.

Elinkaaritutkimus alkamassa

Tulevaisuuden ajoneuvosuunnittelijat ovat yhä enemmän tekemisissä sähkön kanssa. EU haluaa vähentää ajoneuvojen hiilidioksidipäästöjä 30 prosenttia vuoteen 2030 mennessä. Vaatimus ulottuu myös työkoneisiin, joissa tehot ovat aivan toista luokkaa kuin henkilöautoissa. Myös akkujen lataaminen kaivos- tai metsäolosuhteissa on haastavaa. Tavoitteeseen ei päästä ilman sähköä.

– Polttomoottorin ja sähkökoneen yhdistävä hybridi on seuraavan vaiheen ratkaisu työkoneissa, kertoo lehtori, tutkimusryhmän vetäjä Mika Lauren.

Akkujen koko elinkaarta suunnittelusta kierrätykseen voi tutkia ammattikorkeakoulun laboratoriossa. Akkuteknologia-alalla tapahtuu nyt paljon, kertoo konetekniikan yliopettaja Eero Immonen.

Turun ammattikorkeakoulu on saanut Business Finlandin co-creation -rahoituksen tutkimusprojektiin, jossa yhteistyössä alan yritysten sekä Lappeenrannan teknillisen yliopiston kanssa kehitetään akku-ja voimansiirtoteknologiaa sähkö-ja hybridiajoneuvoissa.

– Tavoite on kehittää akkujärjestelmien suunnitteluosaamista, turvallisuutta sekä elinkaarta. Kiinnostuneita yrityskumppaneita mahtuu vielä mukaan, Immonen kertoo.

 

Sähköinen kilpa-auto
  • Maksiminopeus 160 km/h ja kiihtyvyys 0-100km/h noin 7 sekunnissa.
  • Akun kapasiteetti ralli-cross-kilpakäytössä 12 kWh – moottoriteho 140 kW.
  • Auton paino 1100 kg.

Saatat myös pitää