2. Estimat lector,
e-Tech Racing és un equip format per 32 estudiants de l’Escola
d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE), de la Universitat Politècnica de
Catalunya (UPC).
El nostre objectiu és desenvolupar un monoplaça elèctric d’altes
prestacions per a competir a nivell internacional en diferents proves
del certamen Formula Student, començant sempre per la més propera:
la Formula Student Spain, que se celebra al Circuit de Catalunya.
Malgrat el fet competitiu, la missió d’aquest projecte és desenvolupar
les habilitats personals dels estudiants dins d’un context de màxima
exigència i establir forts vincles amb empreses líders del sector per
obtenir així professionals versàtils que tinguin una inserció laboral el
més ràpida i existosa possible.
Tot això, seguint uns valors que creiem positius per a la societat
en general, com ara la disciplina, la il·lusió, l’esforç, la humilitat, la
generositat i, sobretot, la PASSIÓ.
Atentament,
3. Ja des de principi de temporada que a e-Tech
Racing tenim clar un dels nostres objectius
a assolir aquest any: competir a l’estranger.
Per poder-ho aconseguir haviem de registrar-
nos a FS Germany, FS Czech Republic, FS
Austria, FS East, FS UK o ATA Italy.
En totes les competicions, per poder
registrar-se és necessari classificar-se a
través d’uns quizs que realitzen tots els
equips del món interessats en la competició
en qüestió. Aquests consisteixen en unes 15
preguntes i problemes relacionats amb la
normativa de la competició i tota mena de
coneixements d‘enginyeria, on per aconseguir
bons resultats es consideren els encerts i el
temps que s’ha emprat en realitzar-lo.
Exceptuant FS Spain, ATA Italy i FS UK, les
quals no requereixen de cap quiz per poder-
se registrar, la resta de competicions es
van posar d’acord en fer tots els quizs al
llarg d’un mateix dia: l’1 de febrer. Per
aquest motiu, des de principis de desembre,
l’equip ha estat practicant setmanalment
exàmens i quizs a nivell mecànic i elèctric/
electrònic per separat i, durant tot el mes
de gener, des del departament d’Operations
s’han organitzat entrenaments on tot l’equip
practicava intensiva i conjuntament per tal
d’assolir el nostre objectiu.
Dues temporades enrere competir a la
República Txeca amb l’ETR-03 (l’Stev-e) va
ser un somni fet realitat. Va ser la primera
competició a l’estranger per a e-Tech Racing
on, per arrodonir, es van aconseguir grans
resultats. A més, la temporada passada
també ens vam classificar per poder-nos
registrar. Malauradament, el nou monoplaça
no va arribar a temps per viatjar a la República
Txeca.
Aquesta temporada, tot i que per calendari
i logística competir a la República Txeca
no ens sortia a compte, ja que hi ha dos
dies de marge amb FS Spain, vam decidir
registrar-nos a ATA Italy per així assegurar-
nos complir l’objectiu que ens vam proposar.
Però tot i així, el dia 1 de febrer, després
de quedar-nos a les portes de la llista de
classificats en els quizs d’Àustria, Hongria i
Alemanya, vam aconseguir quedar novens en
la llista de classificats per a FS Czech. Això
ens va reconfortar molt, doncs tot i no poder
assistir per decisió pròpia, ens va demostrar
que l’esforç en els entrenaments intensius
s’havia vist recompensat.
La primera competició del nostre calendari,
doncs, serà ATA Italy a finals de juliol,
competició que es celebrarà a l’autòdrom
Ricardo Paletti, prop de la localitat de Verona.
Des de l’equip, tenim moltes ganes de tornar
a competir fora de casa i esperem fer un bon
paper ja que tenim l’objectiu d’acabar totes
les proves dinàmiques a un ritme competitiu.
Pel que fa a la segona competició, com és
habitual, tenim cita amb FS Spain, que se
celebrarà al circuit de Montmeló a finals
d’agost. Aquesta edició serà la sisena en què
participem i esperem que sigui la millor de
totes en tots els aspectes.
21 - 25 d’agost
24 - 28 de juliol
Amb l’ull a les competicions
Quizs, ATA Italy i FS Spain
4. Tal i com ja vam explicar en l’anterior newsletter, després d’una etapa de testeig i
estudi del monoplaça de la temporada anterior, duríem a terme una breu però intensa
etapa de redisseny durant els mesos de gener i febrer. Durant aquestes setmanes
l’equip a treballat conjuntament per tal de dissenyar els nous components per al nou
monoplaça en funció dels resultats obtinguts en els tests previs.
Cal destacar que a més de redissenyar i començar a fabricar els components necessaris
també s’ha pogut destinar temps a l’aprenentatge i estudi dels diferents sistemes
del nostre monoplaça que no només ens seran d’utilitat aquesta temporada, si no
que molts d’ells seran altament visibles la temporada 2019-2020.
Tot i així, aquesta temporada ja es començaran a implementar aquests desenvolupaments
positius, a més del correcte manteniment d’alguns dels nostres components.
Una de les millores que menys ha trigat en veure la llum ha estat el banc de proves
de tota l’electrònica del vehicle, el qual es va posar en pràctica per primera vegada la
temporada anterior i que és un clar exemple d’apostar per la fiabilitat del monoplaça.
Redisseny i fabricació
Desenvolupament i aprenentatge
5. Drivetrain
En el departament de ransmissió s’està
començant a treballar amb RÖSLER,
especialitzes en acabats superficial. Amb
aquests superacabats es redueixen les
pèrdues i s’augmenta la vida útil dels
engranatges, entre d’altres. En general es
millora l’eficiència del conjunt.
Alhora s’estan començant a rebre mecanitzats
de gran precisió gràcies a MOLDEA i PREMA,
i s’està a l’espera de rebre els nous
engranatges a càrrec de VERNIS MOTORS.
Accumulator
Al finalitzar la temporada anterior ens vam
veure obligats a modificat alguns aspectes
del pack de bateries, doncs el funcionament
del monoplaça es veia compromés en aquest
aspecte. És per aquest motiu que s’ha
treballat redissenyant tant a nivell mecànic
com elèctric i electrònic, tenint en compte
aspectes com l’ergonomia, la reducció de pes
i fiabilitat d’aquest.
Pel que fa a nivell mecànic, l’accumulator serà
de fibra de carboni. A més, s’ha redissenyat
no només en quant el material, si no que
també s‘ha adaptat a la nova refrigeració i
als canvis de normativa.
En quant a l’electrònica, la part davantera
(on es troben components d’alt i baix
voltatge) s’ha reestructurat per tal de
facilitar el seu muntatge i manteniment. Tot
això més el nou cablejat intern ens ajudarà
a evitar problemes que van ser fatals per
a la temporada anterior, com és el de les
emisions no desitjades.
Motors & Inverters
Des del departament de motors i inversors
s’han estat preparant els últims retocs per
començar a fer testeig dels motors actuals.
Es realitzaran, al banc de proves de VERNIS
MOTORS, assajos de temperatura, resposta
del parell, afinament del control del motor i
assajos de regenerativa pel package actual.
A més, s’ha començat a simular el conjunt
motor-inversor a través d’un model a MatLAB
per poder estudiar les respostes del propi
inversor.
Respecte als motors de la propera temporada,
s’ha tancat el disseny i ja s’estan començant
a fabricar les diferents parts dels motors
d’altes revolucions.
Cooling System
Aquest any s’ha dissenyat un nou conjunt
d’entrades d’aire que, junt a 9 ventiladors,
ens permetrà mantenir el pack de bateries
a una temperatura de treball òptima. A més,
hem ideat uns pontons que canalitzaran
i addeleraran l’aire cap a les entrades de
l’accumulator. Els pontons també coriran
les entrades evitant així que l’aigua de la
pluja entri en els conductes i faci malbé els
nostres components elèctrics. Finalment, s’ha
simulat el flux d’aire al voltant del monoplaça
per trobar la posició que maximitza el cabal
d’aire que arriba als radiadors.
Powertrain
O. Freixa, J. Caballero, S. Valdezate, Y. Chen, J. Romero
6. Des del tancament del disseny del cotxe, el
departament d’aerodinàmica s’ha centrat en
millorar la presa de dades del nostre túnel
de vent virtual.
Fins al moment, totes les nostres simulacions
en STAR CCM+ simulaven només una
meitat del monoplaça amb l’aire frontal,
així ens estalviàvem la meitat de potència
computacional al suposar que, en recta, el
cotxe es comporta de manera simètrica.
Donat que la utilitat de l’aerodinàmica
es dóna, en major part, en les corbes (on
s’intenta aconseguir una major força cap al
terra), s’ha considerat necessari analitzar
com es comporta el cotxe en aquestes
condicions.
El que s’ha fet ha estat canviar el volum de
control (la zona simulada) d’un rectangle a
un prisma que ressegueix l’arc de curvatura.
A més a més, s’ha introduït una component
tangencial a l’aire per a què ressegueixi el
radi de la corba desitjat. D’aquesta manera
podem extreure noves dades i veure la
correlació entre el disseny fet en recta i
el comportament que té en corba. A més,
també s’ha creat una simulació base que ens
permet simular el cotxe a diferents angles de
pitch i roll per treure un mapa aerodinàmic.
En les simulacions en recta però, no ens
hem quedat de mans plegades, sinó que
hem fet un nou estudi de malles per tal
d’aconseguir resultats més precisos i
realistes augmentant lleugerament el
temps de càlcul de les simulacions.
A més, hem trobat el centre de
pressions del nostre
conjunt aerodinàmic.
Aerodynamic System
Amb aquesta nova millora podem modelitzar
molt millor el comportament dinàmic de la
nostra aerodinàmica amb la resta del cotxe.
Finalment, aquestes darreres setmanes
s’ha començat amb la construcció dels nous
components aerodinàmics del nou monoplaça.
Seguim amb el mateix mètode de fabricació
de fibra seca, tot i que estem fent millores
per tal d’utilitzar menys consumibles a l’hora
de treballar, a més d’estudiar nous mètodes
per obtenir resultats més ràpid i millor.
O. Almendro, A. Amores, R. Achak, G. Balot
7. Els membres del departament de dinàmica vehicular, després de dedicar l’época de testeig
a estudiar el comportament del conjunt de suspensions, direcció i frens i rodes, a més
d’aprofundir en els coneixements que comporta, han pogut determinar com millorar-lo a nivell
de fiabilitat i funcionabilitat.
Exemple d’això és l’ús de nou software que permet estudiar les forces que reb el sistema de
suspensions en situacions dinàmiques en comptes d’estàtiques, obtenint així resultats més
precisos. A més, junt al departament de sensòrica, s’ha provat en el laboratori de materials
de l’escola les primeres galgues extensiomètriques que serviran per validar les càrregues
prèviament calculades de manera directa en el monoplaça en moviment.
Per altra banda, la fabricació dels nostres components i utillatges en el taller mecànic ja ha
començat. D’aquesta manera s’ha pogut provar diferents unions entre els inserts d’alumini i
els tubds de fibra de carboni per així millorar-la any rere any.
Entre altres, s’ha aprofundit en l’estudi de laminats de fibra de carboni de les llantes de
carboni ja desenvolupades durant la temporada anterior de desenvolupament propi. Aquesta
i moltes altres millores no només seran visibles aquesta temporada, si no sobretot la
temporada 2019-2020.
Vehicle Dynamics
Vehicle Dynamics Control
En el departament de Vehicle Dynamics Control s’ha estat treballant en el funcionament
del Torque Vectoring Algorithm, que és el què permet aplicar un parell diferent a cada un
dels motors per tal d’afavorir l’adherència en corba, evitant que les rodes llisquin sense
control i aconseguint major velocitat en els girs.Concretament s’ha estat treballant en la
regulació automàtica de certs paràmetres que afecten al Torque Vectoring i que depenen de
les condicions del circuit i dels pneumàtics. Amb aquesta regulació automàtica s’aconsegueix
que el monoplaça corri amb la millor configuració que pot oferir, adaptant-se a cada situació.
N. Bonaga, M. Muxella, A. Ferrer, M. Companys, JM. Pujol, R. Pozas, E. María
8. Després d’entregar el SES a l’organització
d’ATA Italy, el departament de body està
ultimant el nou monocasc d’aquesta
temporada, a més de les noves roll hoops.
El conjunt de xassís d’aquesta temporada és
més lleuger que el de l’any anterior gràcies
a l’optimització dels laminats de l’monocasc,
resultat directe de l’estudi de laminats que
s’han dut a terme.
Pel que fa a l’ergonomia, s’ha començat
amb la fabricació i muntatge dels nostres
sistemes de volant i pedaleria. El primer ha
estat redissenyat enguany per adaptar-se
millor als nostres pilots gràcies al feedback
rebut en els tests per part d’aquests; a
més de contenir una nova configuració de
botons per al millor control dels paràmetres
del nostre monoplaça en pista. En quant a
la pedaleria aquesta ha estat redissenyada
per poder ser regulable des de l’habitacle
agilitzant així el procés de canvi de pilot
en les proves dinàmiques. També compta
amb un nou sistema de detecció d’excés
de recorregut del pedal de fre per detectar
possibles fuites del sistema de frens (BOTS).
Cal destacar el fet que el conjunt seient i
fire wall aquesta temporada estarà integrat
al monocasc, sent el fire wall d’alumini i fibra
de carboni.
Laminació del pack de bateries
Com ja s’ha explicat anteriorment, el
contenidor del pack de bateries ha estat
millorat tant a nivell mecànic i elèctric i
electrònic. Això, en part, ha estat gràcies
al departament de body, doncs s’ha decidit
donar el pas a la fabricació d’aquest en fibra
de carboni.
Després d’un estudi de diferents materials
compostos, on s’ha considerat l’obtenció
de materials necessaris, comportament
del material i beneficis de cadascun dells,
s’ha decidit per la fibra de carboni amb
matriu de resina epoxy. D’aquesta manera
s’aconseguirà una notable reducció de pes,
mantenint sempre una integritat del conjunt
de 280 cel·les i components electrònics
adequada a les exigències del monoplaça en
pista.
Monocoque & Ergonomics
A. Solís, G. Alsina, X. Chavarrías, D. López
9. Elèctrica i electrònica
A principis de febrer es van rebre les noves
plaques de la mà de PRO-CIRCUITS. El muntatge
de l’electrònica va donar començament amb
l’arribada dels components que formen
cadascuna de les plaques. Això ha permés
poder començar a treballar amb el banc de
proves, el qual permet l’anàlisi de tot el
conjunt sense la necessitat d’implementar-lo
al monoplaça.
Sensorics & Data Acquisition
Aquest any s’ha volgut apostar encara més
per un bon sistema de telemetria. D’aquesta
manera, aquesta temporada es podrà
monitoritzar les dues línies de CAN presents
al cotxe en temps real, sense necessitat
d’haver de prescindir de cap missatge.
Així mateix, també ha estat essencial
poder brindar a l’equip amb nous sensors
per tal de poder millorar el rendiment del
monoplaça, entre ells destaquem les galgues
extensiomètriques i l’IMU.
BMS
El BMS, el sistema que monitoritza el pack
de bateries, segueix l’estructura de l’any
passat. Després dels problemes que van
sorgir durant les competicions aquesta
temporada el departament s’ha enfocat en la
fiabilitat del sistema. També s’ha millorat el
sistema d’alimentació per aprofitar al màxim
la energia de la bateria.
Harness
En el departament de harness, s’ha
estat preparant els plànols del cableaat,
comprovant seyals de cada placa i escollint
connectors per a cada conjunt de caixes que
contenen l’electrònica del monoplaça. A més,
tambén se ha estado cableando el banco
de pruebas electronico, y acabando la placa
Derivation.
Dashboard
Seguint la línia de l’any passat, la dashboard
es planteja com la interfície entre el pilot
i el monoplaça, amb funcionalitats com la
selecció de diferents modes de conducció,
permetent un millor ajust dels paràmetres
de Torque Vectoring, però també com una
potent eina per contribuir al diagnòstic
d’errors i desconnexions que es puguin donar
en el monoplaça en temps real. No obstant
això, durant l’anterior fase de fabricació i de
implementació van sorgir complicacions, pel
que el focus principal aquesta temporada ha
estat resoldre aquests problemes.
Main ECU
Des del departament de Main ECU, s’ha
estat treballant en l’actualització i millora
de l’estructura de comunicació, entre d’altres
coses s’ha creat un node de “Network
Management Control”. D’altra banda, s’ha
actualitzat el programa de la Main ECU per
tal d’adequar-se a la nova Database de CAN.
A. Reina, R. Serrano, P. Feliu, M. Basquens, A. Sánchez, C. Galli, Z. Wang, M. Alfonso
10. Des de l’any passat, el departament electrònic
estudia la implementació d’un banc de proves
per poder millorar el comportament i la
fiabilitat de tota la electrònica del monoplaça.
La temporada passada es va arribar a comptar
amb tota l’electrònica de baixa tensió, i aquest
any l’objectiu era implementar la de alta tensió
i actualment podem sentir-nos satisfets, ja que
tenim tot el banc de proves enllestit i llest per
començar a fer proves amb el pack de bateries,
també cal afegir que els components que estan
soldats a dia d’avui, funcionen tots perfectament.
Per al test bench actual s’ha dissenyat una placa
de control de tot el sistema que ajuda a veure si
cada placa funciona correctament individualment.
Una altre novetat és que en comparació a la
temporada passada, que connectàvem el banc
de proves a una font de tensió, aquest any
hem afegit un interruptor a un AC/DC. També
utilitzarem el test bench per intentar millorar els
problemes de emissions electromagnètiques que
vam tenir la temporada passada i que ens van
impedir passar scrutineering a Formula Student
Spain.
El principal objectiu d’aquesta temporada és tenir
una fiabilitat que ens permeti conèixer i saber
que li passa a l’ETR-05 en cada moment, i per
tant, amb aquest segon banc de proves intentem
facilitar i millorar el nostre aprenentatge.
Una millora que ja comenten els electrònics de
l’equip és la fàcil interacció amb les plaques i que
està tot més ben organitzat. El banc de proves
està format per un total de 21 plaques. També
s’espera un cop arribi el monocasc, que es
pugui fer una bona implantació de l’electrònica
dins, assegurant així totes les funcions i les
informacions que es transmetin des de la
dashboard i la main ECU.
D’altre banda, també comentem que hem
canviat el software per a dissenyar les plaques
electròniques, hem passat de TRGET 3001 a ATIUM.
ALTIUM ens permet tenir una millor base de dades
i té uns controls amb checklists més exhaustives
que ens ajuden a ser més professionals i a
millorar com a enginyers. A més a més Altium és
un dels software més utilitzats i més potents en
la indústria puntera i l’utilitzen a empreses del
nivell de la NASA.
Banc de proves
Fiabilitat, eficiència i validació
