Mobil itu semua listrik dan tidak memiliki emisi. "Anda dapat menggunakan tenaga angin atau tenaga surya, dan berkontribusi untuk mengurangi ketergantungan kita pada minyak fosil," kata insinyur Junmin Wang
Kredit foto: Kredit: Junmin Wang, Universitas Negeri Ohio
Mobil ini tidak memiliki mesin, tidak ada transmisi dan tidak ada diferensial. Beratnya setengah dari mobil konvensional. Masing-masing dari keempat rodanya memiliki motor bertenaga baterai bawaan, yang berarti mobil memiliki kemampuan untuk berbelok tajam dan mengubah arah dengan sangat cepat.
Namun, tanpa traksi dan sistem kontrol gerak yang luar biasa, mobil ini akan cukup sulit dikendarai, memberikan pengalaman berkendara yang sangat berbeda dari apa pun di jalan, dan hampir pasti lebih berbahaya.
Di sinilah keahlian Junmin Wang masuk.
Wang, asisten profesor teknik mesin di Ohio State University, dan timnya sedang merancang algoritma untuk komputer di atas kendaraan yang akan menghitung dan memastikan kontrol gerak untuk menjaga mobil stabil dan beroperasi dengan lancar. Sistem, yang menerima dan menganalisis data input 100 kali per detik dari roda kemudi, pedal gas dan rem, mengetahui bagaimana setiap roda harus merespons.
"Tanpa itu, mobil ini cukup sulit untuk dikendarai karena rodanya tidak terkoordinasi," kata peneliti yang didanai National Science Foundation (NSF), yang juga mengarahkan sistem kendaraan dan laboratorium kontrol universitas. “Kamu merasa seperti mengendarai sesuatu yang tidak bisa dikendalikan. Anda dapat membalik, atau melakukan perjalanan di sepanjang jalan yang tidak diinginkan, atau menyebabkan kecelakaan. Tetapi ketika ‘pengontrol’ aktif, berdasarkan loop umpan balik, gerakan kendaraan dapat dikontrol, seperti yang diharapkan pengemudi. "
Dengan sistem kontrol yang aman dan andal, kendaraan listrik baru ini akhirnya akan menjadi mobil dalam kota yang sempurna. Ini efisien dan bermanuver – dan tidak memiliki emisi. Karena semuanya listrik, "Anda dapat menggunakan tenaga angin atau tenaga surya, dan berkontribusi untuk mengurangi ketergantungan kita pada minyak fosil," kata Wang.
Komputer menghitung dengan tepat berapa torsi yang dibutuhkan mobil untuk masing-masing empat rodanya. Selain itu, karena setiap roda independen, "satu roda dapat melakukan pengereman, sementara yang lain melakukan pengemudian," kata Wang. "Komputer mendapat sinyal dari pengemudi dari posisi setir dan pedal, kemudian menghitung kecepatan yang diinginkan, atau gerakan kendaraan, berdasarkan pada model matematika."
Pekerjaan Wang pada mobil dimulai pada tahun 2009 dengan dana dari Program Investigasi Peneliti Muda Kantor Angkatan Laut. Pada bulan Februari 2012 ia menerima penghargaan Pengembangan Karir Dini NSF Fakultas, yang mendukung fakultas junior yang mencontohkan peran guru-sarjana melalui penelitian yang luar biasa, pendidikan yang sangat baik, dan integrasi pendidikan dan penelitian dalam rangka misi mereka. organisasi. Dia menerima $ 400.000 selama lima tahun.
Sebagai bagian dari komponen pendidikan hibah, lab Wang menyelenggarakan program musim panas untuk siswa sekolah menengah di mana, di antara hal-hal lain, para remaja membongkar dan memasang kembali mobil listrik mainan radio yang dikendalikan untuk meningkatkan pemahaman mereka tentang mekanik mereka.
Selain itu, siswa dari Sekolah Metro Columbus, sekolah menengah STEM (sains, teknologi, teknik, matematika) terbuka untuk siswa dari seluruh negara bagian, berpartisipasi dalam magang penelitian di mobil eksperimental di lab Wang.
Penelitian Wang juga menerima dana dari Program Kemitraan Universitas Negeri Honda-Ohio dan Program Endowmen Penelitian Transportasi Universitas Negeri Ohio.
Mobil eksperimental beratnya hanya sekitar 800 kg, atau sedikit lebih dari 1.750 pound, yang membuatnya hemat energi. Para peneliti memasang kembali sasis kendaraan medan utilitas yang tersedia secara komersial dan melepaskan mesin, transmisi dan diferensial, kemudian menambahkan motor listrik 7,5 kW ke setiap roda dan paket baterai lithium-ion 15 kW. Kabel listrik tunggal menghubungkan motor ke komputer pusat. Jenis desain mobil ini, di mana setiap roda memiliki motor sendiri-sendiri, dikenal sebagai "roda empat yang digerakkan secara independen."
Para peneliti menguji mobil dan pengontrolnya pada kondisi jalan normal di Pusat Penelitian Transportasi di East Liberty, Ohio, sebuah situs otomotif independen untuk kecelakaan kendaraan, emisi dan pengujian daya tahan. Di jalan dengan kondisi baik, mobil mengikuti jalur "yang diinginkan" pengemudi dalam jarak empat inci.
Untuk melihat kinerjanya di jalan yang licin, mereka membawa mobil ke tempat parkir kampus barat yang kosong pada hari bersalju. Mobil bermanuver dengan akurasi hingga delapan inci, dan traksi kendaraan dan sistem kontrol gerak mencegah "buntut ikan" melalui kontrol independen sisi kiri dan kanan mobil.
Para peneliti, termasuk mahasiswa doktoral Rongrong Wang, menggambarkan kemampuan mobil untuk mengikuti lintasan spesifik dalam makalah yang diterbitkan pada Januari 2013 di jurnal Control Engineering Practice.
Wang belum dapat memperkirakan jarak tempuh untuk sekali pengisian daya, karena mobil hanya dikendarai selama pengujian eksperimental. Namun dia mengatakan mobil menyediakan "sekitar 8 hingga 10 jam berkendara dengan sekali pengisian daya, meskipun tidak terus menerus."
Wang berpikir perlu lima hingga 10 tahun lagi sebelum mobil siap untuk penggunaan komersial. Para peneliti masih harus menyempurnakan algoritma komputer dan menambahkan lebih banyak fitur keamanan. Wang mengatakan sulit untuk membandingkan hasil pengujian mereka dengan mobil konvensional, karena kemampuan manuver yang terakhir dibatasi oleh sistem transmisi dan diferensial yang menghubungkan roda secara mekanik.
Namun demikian, ia memperkirakan bahwa, pada akhirnya, penelitian ini akan menghasilkan mobil listrik yang akan bersih, hemat bahan bakar dan "menangani lebih baik daripada mobil konvensional pada umumnya," katanya.