From Concept to Car: de ideale temperatuur

Je denkt waarschijnlijk niet vaak na over hoe de airconditioning van je auto werkt. En op de lijst van dingen waar je je zorgen over maakt, staat 'klimaatsysteem' waarschijnlijk niet erg hoog — en we geven je geen ongelijk. Het is een van de dingen in auto's waarvan we gewoon aannemen dat het werkt, en die we dan direct weer vergeten. Toch gaat er enorm veel werk in zitten om ervoor te zorgen dat de lucht in de auto de ideale temperatuur heeft. 

Dit is waar Matt Clowes, Principal Engineer for Climate and Thermal Attributes bij Polestar, en zijn team in beeld komen. Hun taak is om ervoor te zorgen dat je rit comfortabel is, ongeacht de omstandigheden buiten de auto. Maar om tot goede resultaten te komen is de input van klanten cruciaal. En in sommige landen wordt er net wat meer van het koelsysteem gevraagd dan in andere landen. Zo kwamen Clowes en zijn team in Dubai terecht. "In de zomermaanden worden er temperaturen tot 50 graden bereikt met een zeer hoge luchtvochtigheid", legt Clowes uit, "In Noord-Amerika kom je vergelijkbare temperaturen tegen, maar in Dubai komt er ook nog eens een luchtvochtigheid van 40-50% bij kijken. Het is een ontzettend uitdagende omgeving." 

Er is een groot verschil tussen hoe een auto omgaat met een druilerige ochtend in Nederland en een wolkeloze dag in Dubai. De auto moet logischerwijs veel harder werken om je koel te houden als het asfalt buiten heet genoeg is om er een ei op te kunnen bakken. Dubai en warmere klimaten zorgen dan ook voor een uitdaging voor het team. "Er was in het begin echt wat afstemming nodig. We moeten de juiste balans vinden tussen hoeveel verse lucht versus de hoeveelheid gerecirculeerde lucht je gebruikt", legt Clowes uit. Gerecirculeerde lucht verbruikt minder energie om te koelen, omdat het al koeler is dan de lucht buiten de auto. Minder energie gebruiken is goed, maar je kunt de verse lucht om een heel goede reden niet negeren. "Je kunt niet uitsluitend gerecirculeerde lucht gebruiken, omdat je niet wilt dat CO2 zich ophoopt en vervolgens iedereen buiten westen raakt."

Meten is weten 

Om er zeker van te zijn dat de auto de temperatuur heeft die wordt aangegeven, meten Clowes en zijn team alles, overal. Hoewel het idee van een thermometer in de bekerhouder en een mini-windmolentje bij een ventilatieopening vermakelijk klinkt, is de realiteit veel gecompliceerder. "Er zijn minstens 40 temperatuursensoren verspreid door de hele auto. We hebben ze in het HVAC-systeem geplaatst, in de cabine — ze zijn werkelijk overal", voegt Clowes toe.  

Wat ontbreekt tijdens het testen, is een manier om de luchtstroom te meten. Waarom? Omdat ze dat voor die tijd al hebben gedaan. "We hoeven de luchtstroom niet te meten als we in de auto zitten, omdat we nogal wat rig-werk hebben uitgevoerd in de aanloop naar deze tests. We hebben de rig in misschien 200 of 300 verschillende variaties getest met verschillende ventilatorsnelheden en instellingen. We weten hoeveel lucht uit welke ventilatieopening komt onder welke omstandigheden", legt Clowes uit. Als je de luchtstroom aanpast in de auto, zie je meestal een visuele indicatie van hoe sterk de luchtstroom is, zoals strepen of stipjes. Maar in werkelijkheid is het een meting van hoeveel kilogram lucht per uur door een ventilatieopening wordt geblazen.  

Het meten van temperatuur is één ding, maar op wat voor manier meet het team comfort in de auto nog meer? Simpel, door subjectieve evaluatie. "We gebruiken een veelgebruikte schaal van zeven punten: van min drie tot plus drie. Hierbij is nul neutraal, min drie is heel koud, en plus drie is enorm heet", legt Clowes uit. Met deze schaal wordt gemeten hoe snel en efficiënt de auto van een onaangename naar een comfortabele temperatuur kan gaan. Clowes vertelt: "Als je in Dubai in de auto stapt, begin je waarschijnlijk op een plus drie (heel heet) en wil je zo snel mogelijk naar dat nulpunt." 

Subjectieve evaluatie is niet de enige manier om te meten hoe goed een auto zijn werk doet — benchmarking werkt ook goed. " We testen onze directe concurrenten objectief. We hebben ze vergeleken, en gemeten hoe snel ze de temperatuur verlagen in warme omstandigheden. Als je dat kunt evenaren, is de helft van het werk al gedaan", legt Clowes uit. 

Clowes vergelijkt de subjectiviteit van de tests met de processen die je bij voertuigdynamica tegenkomt. Je hebt de 'harde getallen' (tijd om af te koelen, tijd om op te warmen, etc.), maar hoe het systeem 'aanvoelt' is misschien net zo belangrijk. Is het te intens, of juist te zwak? De enige manier om de juiste balans te vinden is door tijd in de auto door te brengen en de instellingen continu aan te passen. 

De zoektocht naar het magische getal 

De testen vinden plaats in verschillende omgevingen in Dubai. Het systeem reageert verschillend, afhankelijk van de omgeving buiten. De auto is natuurlijk koeler in de schaduw en warmer in direct zonlicht; dat zet verschillende druk op de interne werking van de auto. Terwijl de buitenwereld verandert, moet de software van de auto voldoen aan de eisen van zowel de auto als zijn inzittenden. "We proberen over het algemeen te rijden zoals een klant dat zou doen. Maar er zullen ook momenten zijn waarop we een test willen doen die wat abnormaal is en het systeem meer belast dan je normaal zou verwachten", legt Clowes uit. "Toch willen we meestal realistische scenario's simuleren. Bijvoorbeeld, je parkeert de auto op je werk, komt een uur later terug, en merkt dat het in de auto erg warm is. Vervolgens moet je de eerste paar kilometer door langzaam rijdend verkeer in de stad. Door de lage snelheid van de auto ben je afhankelijk van de ventilatoren om de lucht langs het koelsysteem te krijgen. Op de snelweg, bij 100 km/u, doet de lucht dat voor je." 

Polestar streeft naar een standaardtemperatuur van 22 graden Celsius, met een luchtstroom die je naar wens kunt aanpassen. Maar misschien is niet alles zoals het lijkt. "22 graden zal niet altijd 22 graden zijn", zegt Clowes. "We stemmen de auto af om comfortabel aan te voelen op basis van onze subjectieve evaluatie. De temperatuur in de auto als deze is ingesteld op 22°C, kan ook 24°C of 25°C zijn. En dat subjectieve gevoel kan veranderen afhankelijk van de omstandigheden buiten. Als het buiten min 18 is, zal die 22 graden die je nodig hebt om je comfortabel te voelen, in realiteit hoger zijn." De auto weet wat er om hem heen gebeurt en zal zichzelf aanpassen om ervoor te zorgen dat je je altijd comfortabel voelt. 

Zodra de tests zijn afgerond en het team tevreden is met de instellingen, presenteren ze hun werk aan de bredere organisatie. Een belangrijke stap, omdat de subjectiviteit binnen het team kan verschillen met de collega’s daarbuiten. We testen onze auto’s in allerlei extreme omgevingen over de hele wereld. Niet alleen om ervoor te zorgen dat de dingen die je kunt zien en aanraken werken, maar ook de dingen die je misschien niet eens opmerkt. De volgende keer dat je de temperatuur in je Polestar regelt, bedenk dan dat een team van mensen naar zeer warme, extreem koude en enorm afgelegen plaatsen is afgereisd om ervoor te zorgen dat je altijd comfortabel rijdt, ongeacht het weer.