Mencetak rekor dunia baru dengan mobil balap listrik: dari 0 ke 100 hanya dalam 0,956 detik

 (ethz.ch)
3 poin oleh GN⁺ 2023-09-13 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Mobil balap listrik mythen yang dibuat oleh mahasiswa ETH Zurich dan Lucerne University of Applied Sciences and Arts memecahkan rekor dunia akselerasi mobil listrik dengan mencatat 0→100km/h dalam 0,956 detik
  • Uji pemecahan rekor dilakukan di Switzerland Innovation Park di Duebendorf, Swiss, mencapai 100km/h dalam jarak 12,3 m, dengan pengemudi Kate Maggetti
  • Guinness World Records telah memverifikasi catatan ini, memangkas lebih dari sepertiga dari rekor 1,461 detik yang dibuat tim University of Stuttgart pada September 2022
  • Para mahasiswa mengembangkan sendiri PCB, sasis, hingga baterai, dan menurunkan bobot kendaraan menjadi sekitar 140kg dengan serat karbon dan aluminium honeycomb sambil menghasilkan daya 240kW, sekitar 326 tenaga kuda
  • Karena faktor penentu ada pada traksi tepat setelah start, tim AMZ mengembangkan perangkat hisap yang menempelkan bodi ke permukaan tanah, alih-alih mengandalkan aerodinamika biasa yang baru efektif saat kecepatan meningkat

Rekor 0→100km/h yang tuntas dalam 0,956 detik

  • Anggota Academic Motorsports Club Zurich, AMZ, menghabiskan hampir satu tahun waktu luang mereka untuk membuat mobil listrik mythen
  • Dalam proses pengembangan, beberapa komponen gagal dan harus didesain ulang berkali-kali
  • Guinness World Records mengonfirmasi bahwa mythen memecahkan rekor akselerasi dunia untuk mobil listrik
  • Kondisi uji pemecahan rekor adalah sebagai berikut
    • Lokasi: Switzerland Innovation Park di Duebendorf, Swiss
    • Jarak: 12,3 m
    • Kecepatan: dari 0 ke 100km/h, yaitu 0 ke 62.15mph
    • Waktu: 0,956 detik
    • Pengemudi: Kate Maggetti
  • Rekor sebelumnya adalah 1,461 detik yang dicetak tim University of Stuttgart pada September 2022, dan mythen memangkasnya lebih dari sepertiga

Struktur kendaraan yang dibuat langsung oleh para mahasiswa

  • Komponen utama mythen dikembangkan sendiri oleh para mahasiswa dan dioptimalkan sesuai fungsinya
    • PCB
    • Sasis
    • Baterai
  • Dengan menggunakan serat karbon ringan dan aluminium honeycomb, bobot kendaraan dikurangi menjadi sekitar 140kg, atau setara 309 pon
  • Empat motor hub roda dan powertrain khusus yang dikembangkan para mahasiswa menghasilkan daya 240kW, sekitar 326 tenaga kuda

Cara mendapatkan traksi pada momen start

  • Dario Messerli, penanggung jawab aerodinamika di AMZ, menilai bahwa dalam rekor akselerasi, yang sama pentingnya dengan output tenaga adalah menyalurkan tenaga ke permukaan tanah secara efektif
  • Mobil Formula One pada umumnya menggunakan aerodinamika yang menekan bodi ke arah tanah melalui sayap belakang atau depan
  • Efek aerodinamika ini baru bekerja setelah kendaraan mencapai kecepatan tertentu
  • Untuk mendapatkan traksi kuat sejak tepat setelah start, tim AMZ mengembangkan perangkat mirip penyedot debu yang menempelkan bodi ke permukaan tanah

Rekor akselerasi mobil listrik kembali ke Swiss

  • AMZ pernah dua kali mencetak rekor akselerasi dunia mobil listrik pada 2014 dan 2016
  • Setelah itu, tim University of Stuttgart memecahkan rekor milik AMZ
  • Dengan catatan mythen kali ini, rekor akselerasi dunia mobil listrik kembali ke tangan tim Swiss
  • Mahasiswa ETH Zurich yakin rekor ini tidak akan mereka lepaskan lagi untuk sementara waktu

Aktivitas AMZ

  • AMZ didirikan oleh mahasiswa ETH Zurich pada 2006
  • Sekitar 30 anggota setiap tahun mengembangkan mobil balap baru dan mengikuti kompetisi desain internasional
  • Di Eropa, kompetisi ini dikenal sebagai Formula Student
  • Pada awalnya mereka mengembangkan tiga kendaraan bermesin pembakaran internal, tetapi sejak 2010 mereka membuat mobil balap listrik murni
  • AMZ memberi kesempatan kepada mahasiswa untuk menerapkan langsung pengetahuan teori yang dipelajari di kelas dalam lingkungan teknis yang kompleks
  • Klub ini mandiri secara finansial dan mendapat dukungan dari berbagai sponsor serta universitas-universitas di Swiss

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2023-09-13
Komentar Hacker News

  • Tingkat traksi yang dibutuhkan untuk melakukan hal seperti ini mengesankan. Sepertinya mereka mengambil teknik lama dan membuat semacam sucker car
    https://www.roadandtrack.com/motorsports/a32350/jim-hall-cha...
    Tetap saja ini teknologi yang keren, tetapi kalau badan penyelenggara balap tidak memperbarui regulasi, mobil seperti ini kemungkinan besar hanya akan berakhir sebagai pameran sekali jalan

    • Dalam Micromouse(https://en.wikipedia.org/wiki/Micromouse), perangkat otonom memecahkan labirin, dan semua peserta tercepat meningkatkan traksi dengan kipas agar bisa melaju lebih cepat
    • Ada juga Brabham BT46 fan car yang benar-benar pernah balapan sekali di F1. Setelah sekali turun, langsung dilarang :-)
      https://youtu.be/B294RfWj1QE?si=jxYpIgwtH44at6Bq
    • Bagi yang tertarik dengan sucker car, run McMurtry Speirling yang mencetak rekor Goodwood juga sepertinya menarik
      https://www.youtube.com/watch?v=5JYp9eGC3Cc
    • Mobil-mobil ini berasal dari Formula Student, dan sejak 2022 mereka kembali mengizinkan “efek tanah bertenaga (powered ground effect)” yang sebelumnya dilarang
      Namun mobil ini memiliki baterai dan powertrain yang ditingkatkan melebihi yang diizinkan regulasi, dan ada kemungkinan juga memakai tire warmer atau karet/perekat pada permukaan start/ban
    • Menariknya, ini adalah mobil Formula Student, versi Eropa dari Formula SAE. Di Formula SAE, efek tanah bertenaga sudah lama dilarang, tetapi Formula Student tampaknya mengizinkannya

  • Ada satu foto yang sangat membekas. Di tempat yang biasanya seharusnya ada poros semacam itu untuk meneruskan torsi dari mesin ke roda, yang terlihat hanya kabel kuning
    Saya tahu mobil listrik memang bekerja seperti itu, tetapi ketika dilihat dalam konteks mobil balap, terasa sekali bahwa listrik bekerja dengan cara yang benar-benar berbeda dari intuisi kita tentang dunia. Pabrik-pabrik lama menyalurkan daya dari mesin uap pusat ke seluruh sudut bangunan melalui sabuk dan poros, lalu didesain ulang ketika listrik masuk
    Melihat foto itu memberi saya perasaan bahwa hal serupa sudah terjadi, atau sedang terjadi sekarang. Dalam pekerjaan, saya cenderung menekankan “teknologi membosankan” agar tidak hanya mengejar pelangi, tetapi sesekali kita juga perlu ingat bahwa memang ada bongkahan emas sungguhan. Kalau tidak, pabrik saya sepertinya akan terus tetap bertenaga uap

    • Torsi instan yang diberikan motor listrik dibanding mesin pembakaran internal/drivetrain konvensional memang menarik, tetapi yang mungkin lebih berguna adalah pengaturan output yang jauh lebih cepat yang dimungkinkan oleh sistem listrik
      Mobil listrik bisa mengendalikan traksi dengan jauh lebih presisi, sehingga mampu melakukan hal yang tampak mustahil. Dalam perbandingan beberapa Audi menanjak di jalan bersalju, mereka membandingkan mesin pembakaran internal dan mobil listrik, dan menunjukkan bagaimana kontrol traksi elektrik dengan mudah menangani kondisi gesekan rendah yang sulit dibayangkan: https://www.youtube.com/watch?v=HJRRvHlvhAI
    • Saya teringat Shop Smith, yang terkenal sebagai perkakas woodworking rumahan pada pertengahan abad ke-20. Caranya adalah menghubungkan satu motor ke berbagai perkakas terpasang untuk menjalankan mesin bubut, gergaji pita, table saw, dan lainnya satu per satu
      Penghematan ruang tentu menarik, tetapi menurut saya fakta bahwa orang hanya perlu membeli satu motor listrik juga merupakan faktor besar. Sekarang motor yang cukup bagus untuk mengubah hidup sudah menjadi komponen umum, dan motor-motor yang dibuat presisi sedang mencetak rekor dunia akselerasi. Zaman yang luar biasa untuk hidup
    • Sampai batas tertentu benar, tetapi tim ini secara khusus memakai motor hub, sehingga poros roda tradisional tidak diperlukan. Motor hub terkenal tidak efisien, sehingga jarang dipakai pada mobil listrik baterai umum; biasanya motor ditempatkan dekat bagian tengah poros sebagai bagian dari “e-axle”
      Mobil tim ini pada dasarnya dirancang khusus hanya untuk akselerasi, sehingga mereka bisa memakai pendekatan yang sulit ditemui pada mobil yang harus mempertahankan kecepatan atau melaju secara efisien. Benar-benar ide yang brilian
    • Satu fakta menarik: cukup banyak fasilitas industri modern memakai udara bertekanan untuk menggerakkan perangkat internal
      Di banyak fasilitas Amazon, kompresor utama berada di suatu tempat di lokasi dan mengisi tangki besar. Udara bertekanan disalurkan melalui pipa ke seluruh fasilitas[0], lalu menggerakkan berbagai komponen bergerak secara open-loop, menghasilkan suara “ssst” khas[1] saat perangkat bergerak dan membuang udara. Tidak semuanya, tetapi cukup banyak perangkat sederhana yang perlu bergerak cepat dan dengan tenaga tertentu bekerja seperti itu
      Semuanya dikendalikan komputer dan listrik juga punya porsi besar, tetapi gaya penggerak sebenarnya berasal dari udara bertekanan. Cukup keren
      [0] Begitu penjelasan teknisi kontrol di lokasi kepada saya
      [1] https://www.youtube.com/watch?v=Y5Hf08XrI_A terdengar sangat jelas terutama sekitar 30 detik pertama
    • Di sini, bagian “mendistribusikan kerja mekanis” pada dasarnya dikeluarkan dari proses
      Menakjubkan bahwa gerakan naik-turun silinder mobil, lebih tepatnya gerakan yang dipaksa naik-turun oleh ledakan-ledakan kecil, bisa diubah menjadi kerja. Mengubah gerak rotasi menjadi kerja adalah cara yang sudah lama digunakan manusia, dan dalam masa depan menuju luar angkasa mungkin tidak akan mengambil porsi sebesar itu

  • Memang mengesankan, tetapi sebagai perbandingan, akselerasinya kira-kira setengah dari Top Fuel dragster, dan yang itu pun masih terus menjadi lebih cepat
    Rekor saat ini untuk waktu tersingkat dan kecepatan tertinggi oleh Brittany Force ada di sini: https://www.nhra.com/news/2022/brittany-force-sets-national-...
    Mencapai 0→338,43 mph dalam 3,665 detik pada jarak 1000 kaki. Mobil-mobil itu sudah terlalu cepat untuk 1320 kaki, jadi sejak 2008 balapannya dilakukan pada 1000 kaki

    • Dragster hampir harus membongkar mesin sepenuhnya setiap kali melaju, dan cukup sering meledak menjadi bola api besar
    • Akselerasi maksimum 8G, dan saat mengerem dengan parasut melambat hingga -6G. Tenaganya 11.000 horsepower
    • Mengejutkan bahwa mobil listrik 0→60 mph sekitar 0,9 detik, sementara Top Fuel sekitar 0,4 detik
    • Penasaran bagaimana hasilnya kalau harus menjalani 10 balapan dengan satu powertrain yang sama. Rasanya hasilnya akan jauh lebih mirip
    • Rasanya mobil listrik pada akhirnya akan mengalahkan dragster mana pun. Karena torsi maksimum keluar seketika

  • Ini terutama mengesankan kalau mengingat rekor sebelumnya adalah 1,461 detik. Jarang ada rekor yang dipecahkan dengan selisih sebesar ini

  • Saya melihat hub motor seperti ini sebagai masa depan. Ruang di bagian bawah mobil bisa dipakai untuk lebih banyak baterai, kompleksitas driveshaft dan universal joint bisa dihilangkan, dan software bisa melakukan kontrol traksi sepenuhnya
    Waktu desain kendaraan baru juga berkurang. Pada dasarnya cukup sambungkan kabel daya dan kabel data ke roda, maka jadilah kendaraan, dan ini juga langkah pertama menuju pengereman sepenuhnya elektrik
    Kekurangannya adalah bertambahnya massa tak terpegas. Namun motor modern makin ringan. Tanpa driveshaft, mungkin saja roda bisa bergerak masuk-keluar untuk menghindari lubang jalan, atau melakukan gerakan berani seperti menyesuaikan camber secara dinamis sesuai jalan yang dilalui

    • Salah satu alasan motor modern menjadi lebih ringan adalah karena bisa menghasilkan torsi lebih rendah dengan rotor yang lebih kecil, lalu mengimbanginya dengan putaran yang lebih tinggi. Pada hub motor, itu tidak mungkin
    • Saya penasaran apakah gaya sentrifugal bisa dimanfaatkan untuk sesuatu. Misalnya, apakah ada keuntungan untuk membuat pelat-pelat sel baterai lebih rapat?

  • Saya sempat penasaran bagaimana jika dibandingkan dengan sepeda motor, dan ternyata saya tidak tahu bahwa sepeda motor produksi massal zaman sekarang tidak jauh lebih cepat daripada hypercar modern. Sepeda motor tercepat pun tercatat 2,2 detik[1]
    Bahkan jika mengecualikan sports car seharga satu juta dolar, mobil seperti Porsche 911 Turbo S 2020 mencatat 2,1 detik[2]
    Saya tahu mobil seperti Tesla atau Lucid juga luar biasa cepat, tetapi setahu saya semua catatan 0→60 yang diumumkan mencakup rollout
    [1]https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_fastest_production_mot...
    [2]https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_fastest_production_car...

    • Mobil yang dirancang untuk melaju cepat punya keunggulan besar dibanding sepeda motor. Mereka bisa menangkap downforce untuk secara dramatis meningkatkan gesekan antara ban dan permukaan jalan, sehingga bisa memakai lebih banyak tenaga sebelum kehilangan traksi dan spin
      Sepeda motor unggul dalam rasio daya terhadap berat, tetapi tidak bisa memanfaatkan semuanya karena kalau seluruh tenaga itu dipakai, rodanya hanya akan spin
      Saya merasa sangat menarik ketika mengetahui bahwa salah satu kemajuan terbesar dalam lomba memecahkan labirin adalah memasang kipas di dalam “tikus” kecil agar menekan ke bawah dan meningkatkan traksi roda
      https://hackaday.com/2008/11/26/vacuum-micromouse/
      Penjelasan rinci Veritasium tentang lomba labirin: https://www.youtube.com/watch?v=ZMQbHMgK2rw
    • Video perbandingan motor MotoGP dan Rimac Nevera
      https://youtu.be/_3868Dnogrk?si=o4rkjjOcdHIBSbMt

  • Saya penasaran apa peran pengemudi dalam kendaraan seperti ini. Selain menambah bobot dengan menempatkan manusia di dalam mobil, apakah ada banyak hal yang benar-benar dilakukan?
    Ini pertanyaan serius, dan mungkin pertanyaan yang bodoh. Saya bertanya karena semuanya terjadi dalam waktu kurang dari 1 detik. Sepertinya tidak ada gigi yang perlu dipindah dan tidak ada tikungan yang perlu dibelokkan, jadi saya tidak tahu apa yang dilakukan pengemudi

    • Kalau tidak ada manusia di dalam mobil, mungkin sulit diakui sebagai rekor dunia
      Saya bukan insinyur mesin, tetapi kalau perangkatnya tidak membawa manusia, rasanya pasti mungkin membuatnya mencapai 0→100 dalam 1 detik
    • Kalau ada manusia di dalamnya, taruhannya lebih tinggi dan ada tingkat akuntabilitas tertentu. Kalau tidak, bukankah itu cuma rudal yang membutuhkan kontak dengan permukaan tanah pada tingkat tertentu?
    • Pertanyaan yang masuk akal, tetapi pada akhirnya olahraga manusia adalah tentang manusia. Menonton robot saling bersaing kurang menarik, meskipun tentu saja saya juga menyukainya
    • Olahraga balap rasanya akan jauh kurang menarik tanpa variabel manusia dengan keterampilan tertentu yang mengoperasikan kendaraan. Saya ragu penonton akan menganggap mobil yang balapan dengan autopilot sama menariknya. Meski begitu, itu tetap cukup keren
    • Mobil-mobil AMZ juga bisa mengemudi otonom. Bahkan, selama beberapa tahun terakhir mereka termasuk salah satu tim papan atas di kategori otonom
      Mungkin itu syarat yang diminta dalam kategori rekor Guinness ini, atau karena mereka tidak ingin repot mengurus software juga

  • Bagian kuncinya adalah “untuk mendapatkan traksi kuat tepat setelah start, tim AMZ mengembangkan semacam penyedot debu yang menahan mobil menempel ke tanah dengan isapan”
    Kini traksi menjadi faktor pembatas, jadi rekor akselerasi yang lebih baik akan datang dari traksi yang lebih baik

    • Dalam performa mobil, traksi memang selalu menjadi faktor pembatas
      Alasan Civic Type R bisa mencatat waktu putaran lebih cepat daripada supercar eksotis awal 2010-an juga karena compound ban jalan raya modern bisa mencengkeram sebaik ban balap slick pada masa itu. Ban balap saat ini, setelah dipanaskan, benar-benar menempel ke jalan sehingga koefisien gesek statis-nya lebih besar dari 1
    • Hal serupa pernah dilakukan di F1 pada 1978: https://en.wikipedia.org/wiki/Brabham_BT46
      Karena bekerja terlalu baik, tentu saja dengan cepat dilarang

  • Akselerasinya hampir 3G. Mengesankan

    • Saya menghitung kasar sendiri berdasarkan ingatan. 3,6 km/jam = 1 m/s, dan 1g = 9,8 m/s²
      Jadi 100 km/jam adalah 27,8 m/s. Jika mencapai kecepatan itu dalam 0,956 detik, akselerasi rata-ratanya 29,1 m/s², dan jika dibagi 9,8 m/s² hasilnya 2,96g
    • Dengan kalkulator[1], tampaknya sekitar 3,5G. Kalau sekadar dihitung untuk bersenang-senang, berdasarkan gaya yang bisa ditahan pilot selama 2 detik, batasnya mungkin di sekitar 0,35 detik
      Dalam 0,3 detik, nilainya sekitar 11G, cukup untuk membunuh manusia. Semua angka ini berdasarkan pencarian cepat
      Jika mobil bisa menghasilkan 9G selama 2 detik, artinya bisa mencapai sekitar 635 km/jam
    • Levelnya mirip wahana Gravitron yang populer di pameran

  • Saya banyak menonton uji akselerasi mobil di YouTube (berkat COVID), dan mobil listrik, khususnya kendaraan yang memakai downforce vakum artifisial, sedang mendekati batas yang tampak mustahil
    Pengemudi yang kurang terlatih tampaknya sampai fungsi dasar seperti berbicara pun sementara terpengaruh oleh gaya akselerasi
    Namun ini mungkin terlihat ringan dibandingkan uji akselerasi dan deselerasi yang berulang kali dijalani John Stapp: https://en.wikipedia.org/wiki/John_Stapp
    Saya tidak menemukan kecepatannya pada detik pertama, tetapi Wikipedia menyebutkan bahwa pada 3 Januari 1955, ia berakselerasi sejauh 2.800 kaki (850 m) hingga 632 mph (1.017 km/jam) selama 5 detik, lalu meluncur selama 0,5 detik, dan berhenti dalam 1,4 detik. Panjang lintasannya disebut 3.500 kaki (1.100 m)