In pista. Corrente per andare veloci

Il mondo delle gare è tutt’altro che disgiunto da tendenze ed evoluzioni della mobilità di tutti i giorni. Anche qui l’elettrificazione è una solida realtà

Di AS

Pubblichiamo un articolo apparso su Ticino7, allegato a laRegione.

Il presidente della Federazione Internazionale dell’Automobile (FIA) Jean Todt ha di recente ribadito il corso di evoluzione di tutte le discipline motoristiche, che tenderanno inevitabilmente verso “emissioni zero” nel corso dei prossimi anni. Traguardo che non necessariamente sarà raggiunto portando l’elettrificazione in ogni categoria delle competizioni motoristiche, puntando piuttosto a un mix di soluzioni tra cui spiccano l’utilizzo degli stessi biocarburanti di origine vegetale e dell’idrogeno, sempre prodotto in forma “verde”; col traguardo ambizioso di vedere quest’ultimo protagonista nel 2024 alla 24 Ore di Le Mans e nel 2026 al Rally Raid Dakar.

La Alpine-Renault A521 che corre nel Campionato mondiale di Formula 1 con un motore V6 da 1.6 litri.

Circuiti elettrici

Regina indiscussa della categoria, la Formula 1 ha traguardato da tempo il decennio di discesa in campo della propulsione ibrida: era l’ormai lontano 2009 quando appariva in gara il KERS (Kinetic Energy Recovery System), in grado di recuperare energia durante la frenata immagazzinandola per il successivo impiego in accelerazione. Oggi la massima categoria delle gare d’auto sfrutta sistemi più complessi e sofisticati, con ulteriore aggiunta di soluzioni elettrificate che hanno via via incrementato “peso” e importanza della componente a corrente sulle prestazioni. 
A parte il cuore propulsivo, V6 benzina di 1.6 litri con due turbocompressori, a bordo troviamo tre elementi fondamentali: MGU-K, MGU-H e ES. Il primo è l’erede avanzato del KERS, che conserva la funzione fondamentale di generatore di corrente attraverso la forza frenante; energia che viene stoccata in una batteria specifica (ES, Energy Store). Allo stesso tempo, questo componente distribuisce energia supplementare dalla batteria verso la trasmissione della monoposto, fornendo fino a 160 cavalli di potenza aggiuntiva quando richiesto. Inoltre, questa energia può anche essere dispiegata verso la MGU-H per supportare il turbo. 
Questo secondo sistema utilizza anziché i freni il calore dei gas di scarico per alimentare un generatore, nello stesso modo in cui lavora l’MGU-K; anche questa energia elettrica recuperata può essere inviata direttamente all’ES o alla MGU-K, e anche qui il sistema è in grado di consumare la corrente generata (o prelevata dalla batteria) per supportare il turbo aiutando il compressore a tornare alla velocità di rotazione ottimale, quando si torna a premere il piede sull’acceleratore. L’energia elettrica è dunque generata sia in frenata sia dal calore dei gas di scarico; attraverso la batteria ES, in ogni singolo giro sono disponibili fino a 30 secondi di potenza aggiuntiva.

La Toyota TS050 Hybrid che ha corso a nella LeMans Series nel 2019-20.

Le gare di durata

Seconda alla Formula 1, ma forte del fascino e della leggenda insuperabili del suo evento principe, la 24 Ore di Le Mans, anche la categoria Endurance vanta una tradizione consolidata in materia di propulsione ibrida: il primo successo con unità di questo genere risale al 2012 grazie all’impegno Audi, vincitrice con il suo progetto ibrido Audi R18 e-tron quattro che abbinava il motore diesel a propulsione elettrica. Il prototipo tedesco si aggiudica il successo per tre anni di fila, seguito poi da altrettanti primi posti (2015-17) dalla Porsche 919 Hybrid – 4 cilindri 2 litri benzina con componente elettrica –, mentre le ultime tre stagioni il primo posto è stato appannaggio della Toyota TS050 Hybrid. 
A partire da quest’anno, il regolamento tecnico della serie WEC (World Endurance Championship) è stato ulteriormente rivisto con ulteriore “peso” prestazionale affidato alla componente elettrica di bordo nella categoria regina ridenominata ‘Hypercar’ , come mostra la stessa Toyota GR010 Hybrid fresca di un progetto integralmente nuovo: la motorizzazione ibrida combina il motore V6 benzina biturbo da 3.5 litri per 680 cavalli in posizione centrale con trazione posteriore al motore/generatore elettrico anteriore da 272 cavalli, interfacciati dalla gestione elettronica della riserva di corrente immagazzinata nella batteria.

La monoposto 2021 della Mahindra Racing, team storico presente già nella prima tappa della Formula E a Pechino nel 2014.

Formula E

Dal suo debutto mondiale nel Parco Olimpico di Pechino nel 2014, la Formula E impegna le monoposto elettriche della serie lungo i circuiti cittadini delle città più iconiche al mondo, col compito di mostrare le capacità tecniche della mobilità sostenibile con propulsione a corrente: anche per questo attrae case, team e piloti di primo piano, dando vita a una serie effervescente per incertezza di risultati e ricchezza di partecipazione. Di recente, le monoposto evolute Gen2 spiccano per il design spettacolare stile Batmobile, oltre a vantare maggiore potenza (250 kW) con batteria più leggera con maggiore autonomia e velocità massima di 280 km/h. 

Nei WRC oggi si corre così…

MONDIALE RALLY.
Anche sullo sterrato arriva lʼelettricità

Tra le corse automobilistiche mondiali di maggior prestigio manca ancora all’appello dell’elettrificazione la categoria regina delle gare su strada, il Campionato mondiale Rally (WRC), ma l’attesa è quasi finita: il debutto della nuova generazione di vetture Rally1 ibride è slittato al 2022 per cause di forza maggiore (coronavirus), con i team ufficiali Toyota, Hyundai e M-Sport che si sono impegnati sul triennio ’22-24 sul nuovo regolamento. Rispetto alle auto attuali sono infatti previste numerose evoluzioni tecniche, tra cui l’adozione di un telaio di sicurezza unificato e una semplificazione di trasmissioni e aerodinamica per contenere i costi. Sul fronte dell’elettrificazione entra invece in scena il modulo ibrido della tedesca Compact Dynamics, uguale per tutti i team e alloggiato in una “scatola” sigillata in carbonio alle spalle dei sedili; il sistema ha un sovrappeso di 100 chilogrammi e si compone di una batteria al litio da 3,9 kWh e dall’inverter/generatore in grado di aggiungere fino a 100 kW e 180 Nm di spinta agli esistenti motori 1.6 turbo, secondo le modalità previste dal regolamento tecnico FIA.