Analisi Tecnica | Il raffreddamento di una Formula E

Uno dei punti critici per le vetture di Formula E è il raffreddamento dei componenti. E’ necessario mantenere basse le temperature per unire il massimo dell’efficienza all’affidabilità.


Le monoposto di Formula E potrebbero sembrare tutte uguali tra di loro dal momento che il telaio è unico ed è fornito alle squadre dalla Dallara. Tuttavia l’architettura interna dei diversi componenti quali pacco batterie, inverter, cambio e motore varia molto tra un team e l’altro, condizionando di conseguenza anche il sistema di raffreddamento.

Nelle attuali Formula E, la catena di propagazione della potenza elettrica parte dal pacco batterie da dove viene erogata corrente diretta. Successivamente l’inverter converte la corrente da diretta in alternata in modo da poter alimentare il motore elettrico.
In fase di frenata la corrente invece segue il percorso inverso: il motore si comporta da generatore ed eroga corrente elettrica alternata che viene riconvertita in corrente diretta dall’inverter e infine viene immagazzinata nel pacco batterie.

Sebbene non sia presente un motore endotermico tradizionale, il surriscaldamento dei componenti è un punto cruciale in una vettura elettrica.
Quando si ha il passaggio di corrente in un cavo avviene un fenomeno chiamato effetto Joule: parte dell’energia non viene trasferita al motore e utilizzata, ma viene dissipata sotto forma di calore, innalzando quindi le temperature di pacco batterie, inverter e motore elettrico.

Foto: FIA ABB Formula E

Gli ingegneri monitorano continuamente le temperature per controllare che non superino una soglia limite.
Il surriscaldamento infatti può portare a problemi di sicurezza e affidabilità della vettura, ma soprattutto ne diminuisce l’efficienza. L’efficienza può essere definita come il rapporto tra la potenza elettrica erogata dal pacco batterie e quella meccanica trasmessa dal motore elettrico. La differenza tra le due potenze è pari alla dispersione di energia per effetto Joule. Con il crescere delle temperature si intensifica l’effetto Joule, quindi la dissipazione di energia e la produzione di calore che aumenta ulteriormente la temperatura, creando un circolo vizioso.

Se l’efficienza della macchina diminuisce il pilota è costretto a guidare con;uno stile più conservativo per preservare la carica residua della batteria e allo stesso tempo per far scendere le temperature dei componenti.
In un video pubblicato dalla Mahindra è possibile osservare il sistema di raffreddamento a liquido adottato sulle vetture indiane nella passata stagione.

La vettura è dotata di due circuiti idraulici. Il primo attraversa il pacco batterie e un radiatore, dove con l’aria esterna viene raffreddata l’acqua che si è riscaldata lungo il percorso.
Il secondo circuito invece è dedicato al raffreddamento del motore e dell’inverter ed è provvisto di un secondo radiatore.

Con l’avvento delle monoposto di seconda generazione le difficoltà per gli ingegneri aumenteranno in quanto le potenze di lavoro saranno maggiori e di conseguenza anche il surriscaldamento. L’esordio di campionato in Arabia Saudita metterà dunque a dura prova l’affidabilità delle nuove vetture.

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Poi. Dopo. Poi. Dopo. Poi. Dopo. 

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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.