“Ik vind auto’s ontzettend interessant en zie ze als een essentieel onderdeel van ons dagelijks leven. Tegelijkertijd liggen er nog enorme kansen voor verbetering”, zegt Borsboom. Vanwege het urgente klimaatprobleem is het noodzakelijk om het vervoer van mensen en goederen te verduurzamen, want er wordt nog altijd veel CO₂ uitgestoten. Elektrische voertuigen kunnen daarin een belangrijke rol spelen, maar er zijn nog veel uitdagingen te overwinnen.

“Elektrische auto’s stoten zelf geen CO₂ uit, maar de energie waarmee ze worden opgeladen, is vaak nog afkomstig van fossiele brandstoffen”, vertelt de promovendus. “Om de milieuwinst te maximaliseren, moeten we zorgen dat elektrische auto’s zo efficiënt mogelijk worden ontworpen, weinig energie verbruiken en op de juiste manier worden gebruikt.”

Efficiënt én krachtig

De centrale vraag in zijn proefschrift luidde dan ook: hoe kunnen we het ontwerp van elektrische auto’s zo efficiënt mogelijk maken? Borsboom richtte zich daarbij specifiek op de aandrijflijn – het systeem dat ervoor zorgt dat de auto in beweging komt. In dat systeem wordt energie opgeslagen in een batterij. Die energie moet vervolgens vrijkomen en omgezet worden in beweging: de elektromotor zet de elektrische energie om in mechanische kracht, waardoor de wielen draaien. Tussen de motor en de wielen bevindt zich een transmissiesysteem – ook wel versnellingsbak genoemd – dat ervoor zorgt dat de kracht uit de motor goed aansluit op de snelheid en het gewenste gedrag van de wielen.

“Alle onderdelen in die keten moeten optimaal samenwerken om het systeem zo efficiënt mogelijk te maken”, zegt Borsboom. “Maar tegelijkertijd moet de auto krachtig genoeg blijven om vlot te kunnen optrekken.” Het doel is dus om een ontwerp te realiseren dat minder energie verbruikt – waardoor een auto verder kan rijden op één lading – zónder in te leveren op prestaties als acceleratie en snelheid. “Zo maken we elektrische auto’s niet alleen milieuvriendelijker, maar ook aantrekkelijker voor de gebruiker.”

Optimalisatiealgoritmes

Zo’n complex systeem optimaal ontwerpen is niet eenvoudig, benadrukt Borsboom. “Een batterij is elektrochemisch, de motor elektromechanisch – elk onderdeel heeft zijn eigen karakteristieken”, legt hij uit. “Je moet al die componenten goed op elkaar afstemmen om het ontwerpvraagstuk op te lossen.” Daarvoor gebruikte hij optimalisatiealgoritmes. “Je laat de computer dan berekenen hoe de verschillende componenten presteren en hoeveel energie het systeem verbruikt.” Door zulke berekeningen kun je inschatten hoe zuinig de auto is. “Je kunt vervolgens allerlei ontwerpkeuzes doorrekenen en kijken wat de beste uitkomst oplevert.”

Het nadeel: er is veel rekenkracht voor nodig en de simulaties kosten flink wat tijd. Borsboom heeft met zijn proefschrift bijgedragen aan het verbeteren van de bestaande methode, door modellen te bouwen die niet alleen nauwkeurig zijn, maar ook veel sneller kunnen rekenen.

Van raceauto’s naar vrachtwagens

Voor een van zijn studies werkte Borsboom samen met het studententeam InMotion, dat onder meer elektrische raceauto’s ontwerpt. “Bij het racen wil je de rondetijd minimaliseren, maar je moet ook oppassen dat je niet te veel energie verbruikt. Anders haal je het einde van de race misschien niet, of moet je vaker laden – wat ook kostbare tijd kost”, legt hij uit. Het draait dus om het vinden van een optimale balans tussen snelheid en efficiëntie.

Borsboom onderzocht hoe je dat evenwicht kunt berekenen en ontdekte dat het ‘raceprobleem’ eigenlijk het spiegelbeeld is van het ‘elektrische-autovraagstuk’: “Daar wil je juist het energieverbruik minimaliseren, zonder snelheid te verliezen. Als een vrachtwagen vanaf het distributiecentrum meerdere supermarkten moet bevoorraden, wil je dat energiezuinig én snel doen. In beide gevallen moet je dus een soort sweet spot vinden.”

Een verrassende uitkomst: de door hem ontwikkelde methode blijkt toepasbaar op zowel raceauto’s als elektrische personenauto’s en vrachtwagens – om ze zuiniger te laten rijden en hun actieradius te vergroten. “Mensen denken vaak dat racen puur vermaak is, maar veel innovaties uit de racewereld zijn goed inzetbaar in het dagelijks leven”, aldus de promovendus.

Het ontwerp van zuinigere auto’s is nog in een beginfase, benadrukt hij. Er zijn zeer accurate modellen nodig om het hele systeem goed te ontwerpen. “Mijn methodes vormen in ieder geval een goed startpunt voor het ontwikkelen van zuinigere en beter afgestemde voertuigsystemen.”

Taboe

Voor Borsboom is het PhD-traject getekend door ingrijpende gebeurtenissen in zijn privéleven. In zijn derde jaar overleed zijn vader, terwijl zijn moeder door gezondheidsproblemen al jaren afhankelijk was van de zorg van de familie. Het afronden van zijn PhD voelt dan ook als het afsluiten van een emotioneel zware periode. “Het rouwproces stopt niet ineens, maar hopelijk kan ik nu de pagina omslaan en een nieuwe levensfase ingaan”, zegt hij.

Door zijn eigen ervaring merkte Borsboom dat er een groot taboe rust op het verlies van een dierbare. “Mensen vinden het vaak ongemakkelijk en durven er geen vragen over te stellen, waardoor ze het onderwerp liever uit de weg gaan”, is zijn ervaring. “Dat is meestal goed bedoeld – omdat ze je niet nog verdrietiger willen maken door erover te praten. Maar juist daardoor kan het ongemakkelijk en eenzaam voelen. Ik ontdekte bijvoorbeeld pas heel laat dat een collega van mijn eigen afdeling hetzelfde had meegemaakt. Het is eigenlijk best vreemd dat we het er niet over hebben.”

Rouw bespreekbaar maken

Gelukkig kon Borsboom altijd rekenen op steun van zijn begeleiders, maar ook vanuit de universiteit zelf. Zo kreeg hij een halfjaar extra tijd om zijn PhD-traject voort te zetten, waardoor hij ruimte had om alles te regelen in een uitdagende periode, maar ook voor de emotionele verwerking van het verlies. “Het project kan de nodige afleiding bieden, maar tegelijkertijd is het belangrijk om het verdriet niet weg te stoppen en ruimte te maken voor het rouwproces”, zegt hij. “Ik ben heel dankbaar voor de steun en het begrip die ik kreeg. Ik heb nooit enige druk gevoeld om alweer door te moeten met mijn project.”

Met deze ervaring hoopt Borsboom niet alleen zijn eigen verhaal te delen, maar ook anderen aan te moedigen open te zijn over verdriet en verlies. “Het helpt om te weten dat je er niet alleen voor staat. Door erover te praten, kunnen we het taboe doorbreken en meer begrip creëren binnen de academische gemeenschap en daarbuiten. Ik hoop – hoe klein ook – een bijdrage te kunnen leveren om dit onderwerp bespreekbaar te maken.”