Analisi tecnica | Formula E, i risultati di 4 anni di sviluppo

Il Motorsport è il laboratorio per lo sviluppo delle nuove tecnologie automobilistiche in vista della loro applicazione sulle auto di serie. Non è stata da meno la Formula E, che in sole 4 stagioni ha visto la tecnologia crescere esponenzialmente, aprendo nuovi scenari al futuro della mobilità elettrica.

Foto: FIA ABB Formula E

L’efficienza: un punto cruciale

Grazie a un video pubblicato da Mahindra Blueprints è possibile apprezzare i principali punti di sviluppo delle Formula E, nel dettaglio della Mahindra, dal loro esordio nel 2014.
Il punto focale di sviluppo è l’incremento dell’efficienza, ossia del rapporto tra la potenza sprigionata dal pacco batterie e quelle effettivamente trasmessa alle ruote. Le due potenze non coincidono poiché parte dell’energia viene persa a causa dell’attrito tra gli organi meccanici in movimento e a causa dell’effetto Joule, ossia la generazione di calore in un cavo al passaggio della corrente elettrica.

Un miglioramento dell’efficienza comporta un’estensione dell’autonomia della vettura, con possibilità di tenere un passo gara più sostenuto, e un minor surriscaldamento di tutti i componenti del powertrain, con benefici sull’affidabilità. Tenere le temperature basse inoltre inficia positivamente a sua volta sull’efficienza stessa, creando un circolo vizioso.
Per migliorare l’efficienza si è lavorato alacremente sullo sviluppo del pacco batterie, standard per tutte le scuderie e fornito dalla Williams Advanced Engineering, e su inverter e motori, che nel caso della Mahindra sono realizzati dall’azienda italiana Magneti Marelli.

Componenti più piccoli, leggeri ed efficienti

Il principale indice di sviluppo è la riduzione del cambio. Nelle macchine con motori a combustione interna, il cambio serve per adattare a seconda delle condizioni la coppia, ossia la “forza” sprigionata dal motore, che è proporzionale al regime di rotazione. Nelle vetture elettriche la coppia del motore è massima anche a bassi regimi di rotazione, ma l’efficienza tende a diminuire col crescere dei giri motore. Il cambio nelle Formula E serve quindi per permettere di lavorare con il motore sotto una soglia di regime di rotazione per tenere alta l’efficienza.

Nella prima stagione la Mahindra utilizzava un cambio a 5 marce, che si è progressivamente ridotto a diventare monomarcia nella quinta stagione. Questo vuol dire che la Magneti Marelli ha migliorato sensibilmente l’affidabilità dei propri motori sino a rendere non più necessaria la presenza del cambio multimarcia. Ciò ha permesso di abbattere notevolmente il peso e di ridurre gli ingombri nella parte posteriore, dove nella stagione quattro è stato posizionato l’inverter che nella season 1 era posto sopra il pacco batterie. L’inverter è l’organo addetto alla conversione della corrente diretta proveniente dal pacco batterie in corrente alternata per i motori e ha un peso considerevole, che si aggirava intorno ai sedici chili.

Allocare l’inverter nel posteriore in una posizione più bassa ha consentito di abbassare il centro di gravità della macchina, con conseguente miglioramento della dinamica del veicolo e abbattimento dei tempi sul giro. Il lavoro di sviluppo sull’inverter stesso ha permesso inoltre di ridurne il peso del 50%.
La migliore efficienza infine ha ridotto sensibilmente il problema del surriscaldamento, motivo per cui anche l’impianto di raffreddamento è stato ridimensionato.

Foto: FIA ABB Formula E

I risultati attuali e gli scenari futuri

Complessivamente dalla stagione 1 alla stagione 4 la;Mahindra ha ridotto il suo peso di 30 kg, pari al 3%, passando dai 910 kg della season 1 agli 880 kg di quella passata. Il rapporto peso potenza è cambiato da 3,37 kg/cv a 3,25 kg/cv. L’efficienza invece è cresciuta dall’ 84% al 90%. Il peso ridotto e la migliore efficienza hanno;esteso ulteriormente l’autonomia delle batterie, rendendo possibile l’abolizione del cambio vettura a partire dalla prossima stagione e permettendo ai piloti di guidare con maggiore aggressività.
Inoltre, i 30 kg in meno e la migliore distribuzione dei pesi ha effetti positivi anche sul degrado degli pneumatici, sebbene in Formula E non sia ancora;uno dei temi principali.

Dal 2021 lo sviluppo accelererà ulteriormente grazie alla liberalizzazione della produzione dei pacchi batterie. Avere una vettura complessivamente più efficiente consentirà di progettare un pacco batterie più leggero e meno ingombrante. Gli effetti saranno ancora più evidenti qualora dovesse essere introdotto il pit stop di ricarica rapida,;aprendo nuovi scenari sulla gestione di gara e sulle strategie.
Con questo ritmo di sviluppo il distacco in termini di performance dalla Formula 1 potrebbe rapidamente accorciarsi.

F2 | Il team UNI-Virtuosi sostituirà il Russian Time a partire dalla prossima stagione

Analisi tecnica | Formula E, i risultati di 4 anni di sviluppo
Lascia un voto
mm

Carlo Platella

Nato e cresciuto a Torino, studio ingegneria dell'Autoveicolo nel Politecnico della mia città. Ho una grande passione per il motorsport in tutte le sue forme che mi piace trasmettere negli articoli. Lavoro nella Squadra Corse della mia università con la speranza un giorno di entrare in Formula 1.