推动新能源赛事 | Z专题
2023.08.14


推动新能源赛事

Competition Driving the Energy Transition

 

多年来,得益于各项锦标赛的贡献,国际汽车联合会(FIA)一直在参与”零碳汽车运动“的全球挑战。本篇介绍了FIA为赛车界实现可持续发展所做的努力。


推动新能源赛事 | Z专题(图1)

2014年,F1赛车通过使用混合燃料,在可持续发展方面取得了关键进展

这对FIA推动可持续是重要的一步


寻求、反思、理解、行动,预测,提出建议,以控制交通带来的环境污染、避免气候变化的多重后果、建立适宜的交通法规。十多年来,这一理念一直是国际汽车联合会(FIA)的信条。赛车运动是未来交通的实验室,特别是在环境和可持续发展方面。赛车运动和比赛可以且必须为未来的交通贡献力量。这一信条已经刻入了他们的DNA,尤其是在赛车运动遭受质疑、动荡的时期,地球正在遭受自然资源,尤其是能源资源的减少。赛车手和工程师将助力寻求解决方案。

 

“应对地球面临的环境挑战对我们所有人来说都是首要任务。通过可持续创新减少我们对环境的影响,我们将改善向可持续未来的过渡,” 自2017年担任FIA环境与可持续发展委员会主席的Felipe Calderon说道。在上任后,他预测道:“法规将发生变化;我们已经在推进这个过程了。我们应该向我们的俱乐部和会员们推广,让他们能够更好地了解正在发生的事情,并为他们提供即将发生的变化的战略,以此来应对这一挑战。”

 

对于FIA的成员而言,掌握专业知识以便能够应对法规的变化,并与相关机构进行建设性的对话是非常重要的。这将有助于避免在过度监管方面犯常见错误。”Gilles Simon谈及2011年创立的Formula E赛事和2014年引入1.6升混合动力涡轮发动机的F1赛车。“多亏了我们的各个委员会和工作组,即使很难预测到2030年是否可以实现可持续目标,我们仍然能够为制造商和推广者提供一些解决方案,”Simon说。他曾在这两个关键时期担任FIA技术总监。

 

Xavier Mestelan-Pinon描述了FIA及其所有参与环保活动的人员所遵循的规划:“在WEC中,LMP1类别转向混合动力使得燃料消耗大幅减少(从2010年到2019年成熟的LMP1混合动力车型的到来,燃料消耗减少了一半);未来提出了氢能源的方式(通过ACO和GreenGT的MissionH24计划,实现零排放比赛)。在WRC中,混合动力于2022年引入。在World RX中,电气化已经引入纯电ETCR比赛中。

 

“我们最近推出了e-GT赛事,吸引了多家制造商的关注,这证明了我们的方案与制造商需求之间的契合。达喀尔拉力赛和新的FIA世界拉力越野锦标赛为许多可持续的技术机遇打开了大门。新一代的Formula E车型见证了过去七年来在充电、续航、功率等方面取得的进步……在F1赛车中,新的动力单元法规(适用于2025年及以后)看起来很有前途。研究、开发和孕育的阶段非常令人振奋。“

 

“赛车运动是促进汽车能源转型的强大推动力。没有一种最佳的解决方案,而是有多种选择。全电动、混合动力、氢燃料电池或者采用内燃机……我们的每个锦标赛都是汽车行业重要的技术实验室。我们探索各种可能性,与长期合作伙伴针对新技术和未来技术展开合作。例如,我们与能源公司以及立法机构和政府机构保持合作。”

 

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F1赛车在电气化方面取得了进展,F1也正在开发具有前景的新动力单元法规


可再生能源
在赛道上展示研究成果之前,FIA在各个赛车锦标赛都进行了多方面的工作。运动部运营总监Bruno Famin解释道:“动力总成、空气动力学、重量、制动系统、轮胎、燃料以及所使用材料的性质,这些都是我们研究的参数,旨在降低能源消耗和排放。”
 

FIA引入了可再生燃料标签,旨在用于所有锦标赛中(除了100%电动比赛)。因此,欧洲卡车大奖赛今年创新地使用了可再生燃料——最新一代的合成植物油氢化燃料。为了降低二氧化碳排放的影响,比赛中的领跑车是一辆搭载生物液化天然气(bioLNG)的伊维科S-Way NP卡车。
 

在WEC锦标赛中,特别是在2022年的勒芒24小时耐力赛上,TotalEnergies提供一种百分之百可再生的比赛燃料——Excellium Racing 100,它以生物乙醇为基础,使用了法国农业的葡萄酒残渣和采用循环经济原材料的ETBE(乙基叔丁醚)进行生产。这种燃料能够使赛道上的汽车二氧化碳排放立即减少至少65%。

 

“对于F2和F3,我们计划在2023年使用可再生燃料,然后是F1,因为F1需要进行一些额外的改进,”FIA F1和技术规则负责人Nikolas Tombazis表示。“F1世界锦标赛已经存在了70年,在安全性和性能方面都取得了许多进展。如今,我们的目标是限制预算,并使用有助于环境保护的技术。下一代F1动力单元将体现这一承诺。空气动力学也将更加节能。在所有这些研究领域,FIA都有责任成为领导者。”

 

推动新能源赛事 | Z专题(图3)新的eGT系列赛事吸引了众多制造商的浓厚兴趣


全球范围

2020年,ABB FIA电动方程式锦标赛成为首个自创始以来获得碳中和认证的国际体育赛事,这要归功于所有比赛国家对于气候保护项目的投资,以抵消前六个赛季比赛中产生的排放。比赛形式也能降低能耗,年度赛历也是基于能耗计算。由于可持续出行的追求是全球性的,FIA也在这一方面提出了发展计划,例如,制定部署新能源的赛事框架,包括必要的竞技规则和安全规则。

 

Mestelan-Pinon表示:“这项工作范围广泛。这涉及确保车辆的安全,不仅是在赛道上,还包括在维修区内的存储和加油,以及驾驶员、工作人员和观众的安全。最后,我们还需要定义这些新能源结构的技术规格,这些新技术结构大多在比赛中尚不存在。”

 

丰田在富士24小时耐力赛上使用了一辆氢燃料汽车,一辆Corolla H2。它的参赛得益于FIA制定的安全流程,FIA还投入时间支持ACO和GreenGT的MissionH24计划,该计划旨在引入一种专门用于氢电动原型的类别,争取在2025年勒芒24小时耐力赛上推出。一切都要依靠和借助于赛车运动来构建。这个挑战可以成为许多欧洲、美洲或亚洲国家最近宣布的十亿欧元氢能计划的催化剂。运动,作为进步的驱动力,不会停滞不前。


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LMP1级别的混合动力化在WEC赛事中有助于降低燃料消耗


在赛道上的进步
 

FIA电动方程式世界锦标赛

继2014年首次引入全电动的Gen 1后,Gen 3于2022/2023赛季引入比赛,这是电动锦标赛的第九个赛季。最初为了覆盖比赛距离(45分钟),需要两辆车(和两个28kWh的电池),并在比赛中进行换车。现在,Gen3赛车的电池续航与性能显著提升。通过比赛取得的进步是切实的:它涉及续航里程、充电、重量和再生能力方面的进步。

 

FIA一级方程式世界锦标赛

作为赛车界的旗舰级别,F1体现了赛车运动在能源消耗方面的进步。在过去30年里,每场比赛的燃料消耗量(以公斤计)大幅下降,而赛车机械效率保持相同(如今拥有1000马力)。在20世纪90年代,一辆F1赛车每场比赛平均消耗174公斤的燃料。到了2005年,这一消耗量降至150公斤,然后在2008年降至130公斤,如今降至114公斤(V6涡轮增压1.6升混合动力发动机)。未来的目标是,在下一代将燃料消耗降至70-80公斤,这将是一半以上的减少。混合动力(限制在120kW)、轮胎和空气动力学使得这一良性的演进成为可能。下一代的F1赛车也将使用100%的可再生燃料。目前,发动机单元的效率在45%至47%之间。

 

FIA世界拉力锦标赛

2022年,世界拉力锦标赛采用了一种通用的混合动力系统,可以在道路部分(以零排放模式)和特殊赛段中使用。电动机提供的动力达到100kW,3.9kWh的锂离子电池通过再生和在服务区充电插座进行充电。燃烧发动机使用100%的可再生燃料。

 

FIA世界耐力锦标赛

自2012年混合动力出现以来,耐力锦标赛已经成功地将燃料消耗降低了近一半。在2022年,使用100%的可再生燃料。并将继续推进混合系统的“普及化”。在2025年,将引入一个专门用于氢能源的赛事类别,制造商将采用通用底盘,研究重点将集中在燃料电池上。

 

FIA世界跨界拉力锦标赛、电动GT赛事、纯电ETCR赛事

这些领域正迎来或正在采用全电动动力。世界跨界拉力锦标赛采用了“全”电动动力(500kW);而纯电ETCR在2022年举办了FIA电动旅行车世界杯赛事;电动GT赛事车辆最大功率为430kW,由73kWh的电池供电,并能以700kW的速度进行快速充电。

 

FIA世界拉力越野锦标赛

除了安全限制,新技术也正在研究和受到欢迎。氢能源、全电动或混合动力项目正在筹备中。目标是在特殊赛段和营地进行行驶距离和加油补给。推广者ASO表示,到2030年,所有参赛车辆都将采用低排放能源驱动。


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Formula E一直是汽车电池技术发展的实验室


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来源:FIA、峥荷赛车(Zelos Motorsport)

文字:FIA、峥荷赛车(Zelos Motorsport)

图片来源:FIA

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