EcoTech Team - czyli kim tak naprawdę jesteśmy?

 

Koło naukowe Politechniki Gdańskiej, które pierwsze kroki z technologią wodorową rozpoczęło w 2014 roku pod nazwą Eco Car PG. Jako zespół dwunastu przyszłych inżynierów konstruujemy ultralekkie pojazdy napędzane wodorem, starając się z roku na rok ulepszać oraz promować ten nietypowy rodzaj komunikacji lądowej. Każdy, kto kiedykolwiek brał czynny udział w naszym projekcie, nie chce o nim zapominać, a chęć uczestnictwa w naszym kole wciąż wyrażają absolwenci Politechniki, czynnie biorąc udział w dalszym kształtowaniu projektu. Dotychczas powstały 3 pojazdy. Z każdym kolejnym projektem jesteśmy coraz bardziej doświadczeni, wyciągając wnioski z błędów i nieustannie dążąc do perfekcji.

 

Również o EcoTech Team:

https://www.facebook.com/ecotechteam/

https://www.instagram.com/eco_tech_team/

https://motoryzacja.interia.pl/wiadomosci/news-polscy-studenci-ksztaltuja-przyszlosc-transportu,nId,3032544

http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C77439%2Cszesc-polskich-zespolow-w-shell-eco-marathon.html

https://www.e-autonaprawa.pl/artykuly/9937/shell-eco-marathon.html

https://wmeritum.pl/shell-polskich-zespolow/284553

https://nauka.trojmiasto.pl/Chca-byc-konkurencja-dla-Tesli-Studenci-z-PG-zbieraja-na-budowe-bolidu-napedzanego-wodorem-n135111.html?strona=0#opinie

https://wio.waw.pl/artykul/shell-eco-marathon/685728

https://radiogdansk.pl/wiadomosci/item/95625-jest-napedzany-wodorem-ultralekki-i-wystartuje-na-zawodach-w-londynie-bolid-studentow-politechniki-gdanskiej

https://gdansk.tvp.pl/39001964/dzien-dobry-tu-gdansk?fbclid=IwAR2kXKvc5qPTC1MuiyHs6Ou0Iq2ryOI9GJB-vsGaw9uIUd714SMTAQK72BQ

 

Członkowie EcoTech Team

Kamil Mazur - Wydział Mechaniczny, prezes KN EcoTech Team.

Szymon Rodziewicz Borowski - Wydział Mechaniczny, z-ca prezesa KN EcoTech Team.

Jakub Kiempa - Wydział Mechaniczny, główny konstruktor i kierownik zespołu mechaników.

Emil Kucharczyk - Wydział Mechaniczny, zespół mechaników.

Łukasz Bałuch - Wydział Mechaniczny, zespół mechaników.

Emil Olszewski - Wydział Mechaniczny, zespół mechaników.

Norbert Kamiński - Wydział Elektrotechniki i Automatyki, zespół elektroników.

Marek Kasiewicz - Wydział Elektroniki Telekomunikacji i Informatyki, zespół elektroników.

Aleksandra Arciszewska - Wydział Mechaniczny, główny kierowca bolidu HydRocket.

Patrycja Kotek - Wydział Mechaniczny, zapasowy kierowca bolidu HydRocket .

Robert Richter - absolwent Wydziału Mechanicznego, należy do zespołu mechaników, Prezesa KN w latach 2015-2017.

Rafał Topolewski - absolwent Wydziału Mechanicznego odpowiedzialny za kontakt z mediami.

 

HydRocket!

 

Nasze trzecie dziecko z dumą nazwane HydRocket, dokładnie 5 lipca 2018 roku w Londynie osiągnęło najlepszy wynik spośród wszystkich polskich zespołów w swojej kategorii, jak i 5. miejsce w Europie z wynikiem 399,6 km/m3 wodoru. Wodór ma największą spośród paliw wartość opałową i ciepło spalania (w odniesieniu do jednostki masy). Wartość opałowa wodoru to 120 MJ/kg zaś benzyny tylko 44 MJ/kg. Zatem do pokonania dystansu z Gdańska do Warszawy wystarczy zbiornik wodoru wielkości puszki Coca-Coli - niewiarygodne, ale prawdziwe! Ten trójkołowiec, oparty na nadwoziu samonośnym wykonanym z ultralekkich kompozytów węglowych (dla uzyskania jak najmniejszej masy) waży zaledwie 26 kg. Pojazd projektowaliśmy tak, aby możliwie ograniczyć wszelkie straty, w tym związane z oporami toczenia oraz aerodynamicznymi. Do budowy pojazdu wykorzystujemy najnowsze technologie, takie jak druk 3d, oraz materiały najwyższej klasy, np. ultralekkie stopy aluminium, czy tytan. Ponadto, większość podzespołów, zaczynając od części mechanicznych, przez nadwozie, do układów elektronicznych sterujących pracą ogniwa, silnika oraz systemów bezpieczeństwa, wykonaliśmy samodzielnie od podstaw. Sercem naszego bolidu jest ultralekkie ogniwo paliwowe o mocy 250 W, zasilające silnik elektryczny o mocy 200W (0.26KM). Nad pracą całości czuwa program napisany specjalnie pod nasz pojazd. Dla kierowcy oznacza to brak przepustnicy pozwalającej regulować dostarczaną moc, jednak dzięki temu nasz pojazd przyspiesza w sposób możliwie najbardziej ekonomiczny dla panujących na drodze warunków. Najlepsze na koniec - produktem ubocznym procesu utleniania wodoru zachodzącego w ogniwie jest wyłącznie woda. Tak - nasze spaliny są w stu procentach obojętne dla środowiska!

 

Shell Eco-marathon,  najważniejszy sprawdzian w roku…

 

Każdego roku bierzemy udział w międzynarodowych zawodach Shell Eco-marathon - największym na świecie poligonie doświadczalnym ekologicznych pojazdów prototypowych. Historia tych zawodów sięga lat 30. XX w. Przez ostatnie lata, europejska edycja odbywała się na ulicach ważnych ośrodków miejskich, takich jak Londyn czy Rotterdam. Biorą w nich udział zespoły z całego świata, konkurując w 2. głównych kategoriach: Urban i Prototype, które z kolei dzielą się na klasy w zależności od rodzaju wykorzystywanego źródła energii:

-Silniki o spalaniu wewnętrznym (ICE)

-Silniki elektryczne zasilane akumulatorami

-Silniki elektryczne zasilane wodorowymi ogniwami paliwowymi. 

Podczas zawodów pojazd musi pokonać wymaganą liczbę okrążeń w określonym czasie (zależnie od toru). W trakcie przejazdu mierzone jest zużycie energii elektrycznej (dla kategorii pojazdów zasilanych akumulatorami) lub przepływ paliwa na drodze ze zbiornika do układu napędowego (dla pozostałych kategorii) i na tej podstawie obliczana jest wydajność. Wodór, jako najmniejszy z pierwiastków w układzie okresowym, jest w stanie przenikać nawet przez stalowy płaszcz zbiornika, przez co nawet najmniejsza nieszczelność w układzie paliwowym może zrujnować potencjalnie dobry przejazd. Dlatego tak ważne jest dla nas dobre przygotowanie pojazdu do zawodów i w ciągu najbliższych 27 dni planujemy wykonać jak najwięcej testów, aby w tegorocznej edycji nic nas nie zaskoczyło.

 

Misja i nasze marzenia

 

Jesteśmy młodym zespołem. Przed nami jeszcze wiele lat edukacji i zgłębiania wiedzy, lecz jak każdy wie, sama wiedza teoretyczna nie oddaje magii tworzenia i nie poszerza horyzontów. Dlatego tak ważnym celem dla nas na ten rok, jest pobicie własnego rekordu i zajęcie miejsca w pierwszej trójce Europy. Chcemy, aby nasza ciężka praca i wysiłek pogodzenia studiów z pasją, przyniosły rezultaty w postaci edukowania i zachęcania ludzi do interesowania się nowoczesnymi i ekologicznymi technologiami w sektorze transportu. Uważamy, że wodór będzie paliwem przyszłości, które zasili większość pojazdów. Gdyby ktoś zapytał nas teraz, co jest naszym największym marzeniem to odpowiedź jest prosta - chcemy udowodnić, że nawet ze stosunkowo małym budżetem, Polacy potrafią rywalizować z każdym na równym poziomie!

 

Zawody Shell Eco Marathon Europe 2019

Mercedes Benz World

 

W dniach 29.06-05.07 jako zespół studentów braliśmy udział w proekologicznych zawodach organizowanych corocznie przez koncern paliwowy Shell. Celem zawodów jest skonstruowanie pojazdu samochodowego zużywającego jak najmniej energii do poruszania się. Przygotowania do tej edycji konkursu trwały cały rok, chociaż sam pojazd budujemy i ulepszamy już od dwóch lat. Poniżej chcemy wam opisać jak wielką dawkę doświadczenia dostaliśmy w obecnym roku! Zapraszamy do lektury…

Dzień 1 ( 29.06.2019)

Koło godziny 16.00 przyjechaliśmy na Campsite który znajdował się w Weybridge. Wieczór spędziliśmy na organizowaniu naszego obozu i planowaniu najbliższych dni.

Dzień 2 ( 30.06.2019)

Pierwszy dzień na padoku spędziliśmy na montażu podzespołów do nadwozia pojazdu (ze względów bezpieczeństwa pojazd jest transportowany rozłożony).

Dzień 3 (1.07.2019)

Drugiego dnia zakończyliśmy proces montażu podzespołów w pojeździe. Po tym zajęliśmy się układaniem strategii na przejazdy pomiarowe. Na podstawie obserwacji toru wprowadziliśmy modyfikacje do map sterowania silnikiem. Celem tego było zoptymalizowanie dynamiki pojazdu pod panujące na torze warunki.

Dzień 4 (2.07.2019)

Na kolejny dzień zaplanowaliśmy zestrojenie pojazdu (ustawienie: zbieżności kół, napięcia przekładni pasowej, zacisków hamulcowych, pasów bezpieczeństwa, dobór ciśnienia w kołach) przetestowanie układu paliwowego pod względem szczelności oraz zaliczenie inspekcji technicznej. Po pierwszym uruchomieniu pojazdu na wodorze pojawiły się problemy z działaniem systemu komunikacji pomiędzy kierownicą, a sterownikiem silnika. Podczas debugowania układu elektronicznego spalił się moduł sterownika silnika i laptop przy pomocy, którego próbowano zdebugować procesor STM32. W tej sytuacji straciliśmy całe oprogramowanie do tworzenia płytek embedded oraz płytkę sterownika silnika. Po tym zdarzeniu lutowaliśmy kolejną płytkę przez resztę dnia i całą noc. Płytka, która została zlutowana zwierała potencjał uzyskiwany na stabilizatorze 3,3V do masy. Mimo wymienienia stabilizatora i elementów współpracujących z nim nie udało się znaleźć przyczyny zwarcia. W trakcie pracy zespołu elektroników nad nową płytką udaliśmy się na inspekcję techniczną, której etapy dotyczące konstrukcji pojazdu od strony mechanicznej zaliczyliśmy bez najmniejszych trudności, a rozwiązania zastosowane w pojeździe i sposób ich wykonania zostały pochwalone przez sędziów konkursu.

Dzień 5 (3.07.2019)

Kolejnego dnia podjęliśmy  trzecią próbę stworzenia nowego sterownika silnika, tym razem udaną, ale kosztowało nas to prawie dwa dni pracy. Po tym wróciliśmy do punktu wyjścia z dnia poprzedniego - komunikacja pomiędzy sterownikiem silnika, a kontrolerem nie działa prawidłowo. Konieczne było wylutowanie tranzystorów, co przyniosło oczekiwany skutek. W trakcie inspekcji systemu paliwowego sędziowie mieli zastrzeżenia do braku zewnętrznego zaworu bezpieczeństwa (nasze ogniwo posiada wbudowany taki zawór), jednak byliśmy przygotowani na taką ewentualność. Po zamontowaniu zaworu przeszliśmy pozostałe etapy inspekcji (system paliwowy, system elektryczny), a nasz pojazd po raz kolejny został pochwalony przez sędziów jako jeden z najlepszych na konkursie pod względem schludności i przejrzystości naszych układów sterujących i paliwowego.

Dzień 6 (4.07.2019)

Następnego dnia udaliśmy się na tor testowy i raz jeszcze wróciliśmy do optymalizacji map sterowania silnikiem. Okazało się, że laboratoryjne testy elektroniki były prowadzone pod zbyt małym obciążeniem i ogniwo wyłączało się w trakcie pracy najprawdopodobniej z powodu przeciążenia. To wymagało zaimplementowania kilku modyfikacji w sterowaniu silnikiem, które przyniosły oczekiwaną poprawę. Niestety przejazdy pomiarowe odbywały się tego dnia dla naszej kategorii tylko do godziny 15:20, w związku z czym nie zdążyliśmy już podjąć próby.

Dzień 7 (5.07.2019)

W ostatnim dniu bolid wykonywał przejazdy pomiarowe. Pojazd pokonał 9,5 okrążenia po czym rozładowała się bateria akcesoryjna podtrzymująca system bezpieczeństwa. Spowodowało to odcięcie wodoru od ogniwa, a co za tym idzie zatrzymanie się samochodu. Zaczęliśmy podejrzewać, że nasze baterie nie utrzymują deklarowanych parametrów. W tym momencie podjęliśmy decyzję o próbie zakupu nowych baterii na miejscu.

Przy drugim przejeździe przez pomyłkę jednego z członków zespołu nie zostały włączone kondensatory i pojazd zatrzymał się po niecałych dziesięciu sekundach od startu. Oznaczało to dla nas stratę około dwóch godzin z powodu kolejki na tor. Niezwłocznie ustawiliśmy się ponownie do startu. Stojąc w kolejce pojazd nie może już być obsługiwany przez zespół (zakaz wprowadzania jakichkolwiek modyfikacji), a nasz zapasowy zestaw baterii też już odmawiał posłuszeństwa. Niestety nie zdążyliśmy kupić i naładować nowych baterii przed końcem sesji pomiarowej.

Podsumowanie zawodów

Dwoma kluczowymi czynnikami (jednym pozytywnym i jednym negatywnym), które wpłynęły na końcowy wynik zespołu była kreatywność jego członków oraz czas na wykonanie całego projektu.

W tym roku najwięcej uwagi i czasu naszego zespołu pochłonęły zakup nowego ogniwa paliwowego oraz stworzenie nowej elektroniki pod ogniwo. Przed wyjazdem nowy układ elektroniczny został sprawdzony przede wszystkim na stole na laboratoryjnym, zabrakło jednak czasu na pełnowymiarowe próby kompletnego pojazdu. Brak czasu wynikał z wydłużających się procedur finansowych oraz celnych, które sprawiły, że ogniwo pojawiło się dopiero na dwa miesiące przed konkursem.

W trakcie konkursu nasz zespół wykazywał się dużą kreatywnością, zimną krwią i determinacja. Dzięki temu pomimo napotkanych problemów z łatwością udało się przejść inspekcję techniczną. Późny czas dotarcia ogniwa sprawił, że nie było możliwości zbadania zachowania ogniwa w rzeczywistych warunkach na tak długim dystansie, jaki pojazd musi pokonać w trakcie konkursu. Kluczowym elementem, który zadecydował o braku ważnego przejazdu na koniec zawodów była bateria akcesoryjna, która podtrzymywała system bezpieczeństwa oraz zasilała klakson. Na zawody zostały zakupione nowe baterie, które okazały się mieć dużo gorsze parametry niż te, które deklarowano. Ich pojemność była dziesięciokrotnie niższa niż podawana przez producenta. W wyniku czego były w stanie podtrzymać pracę układu bezpieczeństwa tylko przez około dwie godziny. Konieczne jest również przeprowadzenie badań układu paliwowego i napędowego na hamowni by wyznaczyć dokładne parametry pracy całego układu

 

EcoTech Team – relacja foto

https://drive.google.com/drive/folders/1FyxXhuEOKYW_iwdCmoXauCv1QxKBhsTU?usp=sharing