Sfeerverslag Hydrogen Efficiency Challenge: welk studententeam bouwt de meest efficiënte stadsauto op waterstof?

Team Eco-runner wint Hydrogen Efficiency Challenge 2021

Circuit Berghem is een plek waar de lucht zich doorgaans vult met de geur van benzine en rubber. Waar anders het geronk van motoren klinkt, blijft het op 11 juni stil op de baan. Dat betekent niet dat er geen bedrijvigheid is; in tegendeel! Drie studententeams strijden om de meest efficiënte verbruiksscore met een stadsauto op waterstof. En er kan er maar één de beste zijn: Thijs Merkx van Eco-Runner Team (TU Delft) zet een nieuw record, met 3396 km op 1 kg waterstof!

De studenten van Hogeschool van Arnhem en Nijmegen, Technische Universiteit Delft en Universiteit Twente hebben lang gewerkt om hun stadsauto op waterstof voor deze speciale dag in topvorm te krijgen. Eigenlijk kost het te veel tijd om naast de studie te doen, maar deze gemotiveerde studenten hebben de extra tijd er graag voor over. Tijdens de Hydrogen Efficiency Challenge krijgen ze vier kansen om te laten zien waartoe hun creaties in staat zijn.

Zo ver mogelijk op 1 kg waterstof

Een optimaal verbruik is het hoogste doel van de Hydrogen Efficiency Challenge. Elk deelnemend voertuig is voorzien van een (200 bar) druktank, die 1 kg waterstof bevat. Met die kilo waterstof moet de auto een zo groot mogelijke afstand afleggen. De auto’s zijn intussen zo geoptimaliseerd, dat de tank niet daadwerkelijk leeggereden wordt. In plaats daarvan rijdt de auto een aantal rondes en berekent een onafhankelijke partij (die de auto’s overigens ook keurt) het verbruik van de auto, aan de hand van vastgelegde data. Om een geldig resultaat te boeken, moet de auto binnen 35 minuten vijftien ronden afleggen. Daarbij moet de auto elk rondje even stoppen bij de finishlijn, om vervolgens weer op te trekken.

Kratje bier in de bagageruimte

De deelnemende auto’s vallen in de “Urban Concept Class” en daarbij horen een heleboel voorwaarden en reglementen, om zo veel mogelijk het gebruik van een stadsauto te simuleren. Dat uit zich onder andere in de eerdergenoemde stop-en-go-regel. Maar ook de auto zelf moet voldoen aan speciale voorwaarden; die moet bijvoorbeeld werkende verlichting, twee deuren, een ruitenwisser en vier wielen hebben. ‘Maar ook een kleine bagageruimte is een vereiste,’ vertelt HAN-student Giovanni Pels. ‘Er moet ongeveer een kratje bier in kunnen.’ Je zou er in theorie dus daadwerkelijk boodschappen mee kunnen doen. ‘Sterker nog, één van de voorgaande jaren is er een studententeam naar de RDW gegaan, om hun waterstof-stadsauto te laten goedkeuren via de procedure van bijzondere bromfiets. Dat lukte, en die creatie heeft dus echt op het Nederlandse wegdek rondgereden.’ Het viertal wielen zijn overigens exemplaren die je ook onder bromfietsen vindt. Ze zijn voorzien van hele smalle bandjes, om de rolweerstand te minimaliseren. Michelin maakt de speciale banden in kleine batches, waardoor ze erg schaars zijn.

Dag vol tegenslagen

Al meteen bij aankomst vertelt Giovanni dat Team HAN Hydromotive wat tegenslagen te verwerken heeft. De teamleden die verantwoordelijk zijn voor de techniek zijn druk bezig om te achterhalen waarom de auto niet werkt. ‘Het is moeilijk te vinden wat er precies aan de hand is. Bij een normale auto gaat er een storingslampje branden als er iets misgaat. Een garagemonteur kan precies achterhalen welk onderdeel de storing geeft, door de auto uit te lezen. Met deze zelfgebouwde auto gaat dat niet. En dus moeten de studenten elk onderdeel van hun HM12 nalopen om uit te zoeken wat er stuk is.’ Na een tijdje blijkt dat beide motorcontrollers naar de knoppen zijn.

Intussen draait Aurora X, de auto van Green Team Twente de baan op. Maar aan het einde van het rechte stuk valt hij stil. Ook de Twentse autobouwers lopen tegen problemen aan: de brandstofcel blijkt defect te zijn. Het zit allemaal niet mee, behalve voor de Eco-Runner XI uit Delft. Die lijkt het circuit ronde na ronde moeiteloos af te leggen.

Gezonde rivaliteit

Er heerst rivaliteit tussen de deelnemers, maar de teams moesten samenwerken om het evenement op poten te zetten. Ook tijdens de Challenge is er sprake van vriendelijke competitie; Team Eco-Runner leent reserve-onderdelen uit aan zowel Green Team Twente als HAN Hydromotive. ‘Het team uit Delft is eigenlijk de reddende engel van de dag, en daaruit blijkt ook wel dat we hier allemaal voor hetzelfde doel zijn,’ benadrukt Giovanni.

 

Noodoplossing

Het technische team van de HAN Hydromotive heeft een creatieve noodoplossing bedacht. Door in plaats van een motorcontroller een DC-DC converter te monteren, kan de HM12 alsnog deelnemen. Dat betekent dat je de kracht niet kunt doseren via een pedaal en daarmee zal de rit misschien minder efficiënt verlopen dan de bedoeling was. Maar de racespirit zit diep bij de HAN-studenten en dan is meedoen soms belangrijker dan winnen. Dankzij de noodoplossing krijgt bestuurder Tomas Wiendels alsnog een kans om resultaten te boeken.

Alle teams in de race

Bij de vierde en laatste recordpoging zijn alle auto’s gereedgemaakt om rondes te rijden. Uiteindelijk staan er alsnog drie auto’s aan de start! Het is een prachtig gezicht om alle auto’s in actie te zien; er worden zelfs inhaalmanoeuvres uitgevoerd.

Eco-Runner XI breekt record

Qua efficiëntie blijft Eco-Runner Team (TU Delft) op kop lopen. Dat de Eco-Runner XI verbluffende resultaten zou laten noteren, is niet zo gek als je de auto onder de loep neemt. De koolstofvezel body is tot stand gekomen dankzij een computer die de perfecte aerodynamische vorm voor de vastgestelde afmetingen berekend heeft. Daarnaast is de Eco-Runner XI uitgerust met een autopilot-systeem, dat aan de hand van gps-data en de track-layout precies berekent hoeveel kracht er nodig is om op de efficiëntste manier een ronde af te leggen. De bestuurder hoeft dus alleen maar te sturen.

Opvallend is dat de Eco-Runner XI bij elke stop-en-go hard afremt. Daarbij gaat relatief veel energie verloren, maar een van de studenten vertelt dat het bij de tactiek hoort. Het autopilot-systeem is zo afgesteld dat er precies aan de snelheidseis wordt voldaan. Bovendien trekt de auto steeds heel langzaam weer op. De dynamiek is zo uitgedacht dat er optimale resultaten worden geleverd binnen de gestelde kaders.

 

De auto van het Delftse studententeam is zelfs zo sterk verbeterd, dat hij het record van de vorige auto ruimschoots overtreft. Bij de uitslag blijkt dat de Eco-Runner XI maar liefst 3396 kilometer af kan leggen op één kilogram waterstof. Ter illustratie: daarmee zouden ze vanaf Delft tot diep in Rusland kunnen komen. Met slechts één kilogram! Als dit soort auto’s de norm wordt, dan vormt de huidige dekkingsgraad van waterstofstations geen enkel probleem meer.

 

Foto's: (C) Aart de Winter

Over de auteur