Formula E | Guida alla Stagione 7 Ep.2: Il regolamento tecnico

Per prepararci alla nuova stagione della Formula E analizziamo i dettagli delle monoposto che partecipano nel campionato mondiale di Formula E. Formula E Regolamento Tecnico

Formula E Regolamento Tecnico
Credits: FIA Formula E Twitter

Nella Season 7 era pianificato il debutto le monoposto di seconda generazione EVO, che è stato, però, rimandato. Analizziamo, quindi, le vetture di seconda generazione che parteciperanno al Campionato del Mondo di Formula E 2021. Formula E Regolamento Tecnico

Batteria

Batteria Formula E
Pacco batterie di una vettura di Fromula E [Credits: FIA Formula E]
La batteria è uno degli elementi standard delle monoposto di Formula E. Progettata da McLaren Applied Technologies ed è in grado di immagazzinare 54 kWh di energia (limitata a 52 kWh dalla FIA).
È una componente fondamentale della vettura e una corretta gestione della stessa è la chiave per avere successo in Formula E. La batteria viene caricata prima dell’inizio della gara (carica minima del 97%) e viene scaricata progressivamente durante la competizione per far funzionare il motore elettrico; è, inoltre, possibile ricaricare la batteria in pista grazie alla frenata rigenerativa.

Una percentuale di carica bassa della batteria comporta una notevole diminuzione di efficienza, e questo è un importante fattore da tenere in considerazione a fine gara. Anche il surriscaldamento della batteria può essere estremamente dannoso e ridurre considerevolmente le prestazioni della batteria stessa; per questo motivo un corretto raffreddamento è fondamentale.
Il BMS (Battery Management System) è fondamentale per la gestione del funzionamento e i team hanno sviluppato diverse soluzione per ottimizzare le prestazioni del pacco batterie.

La potenza massima della vettura è di 250 kW in qualifica. In gara la massima potenza è di 200 kW, ma può essere aumentata fino a 235 kW con l’attack mode e a 225 kW con il fanboost; l’utilizzo di queste modalità è segnalato dai led colorati posti sull’halo delle vetture. Le monoposto sono in grado di raggiungere la velocità massima di 280 km/h e di effettuare lo 0-100 km/h in 2.8 secondi.

Freni

I freni sono della tipologia BBW (brake-by-wire). In questo sistema, viene eliminato il collegamento meccanico tra il pedale del freno e l’attuazione del freno e il funzionamento viene completamente gestito elettronicamente.
I freni anteriori delle vetture di formula E sono di tipo tradizionale (a disco in fibra di carbonio, forniti da Brembo). Quelli posteriori, oltre ai dischi, implementano anche un sistema di rigenerazione e l’energia dissipata in frenata viene utilizzata per ricaricare il pacco batteria.
Il bilanciamento della frenata posteriore viene effettuato dalla ECU (Electronic Control Unit) in modo da garantire il miglior feeling possibile al pilota.

Sospensioni e gomme

Sospensioni Formula E
Sospensioni di una monoposto di Formula E [Credits: FIA Formula E]
Le sospensioni anteriori di una monoposto di Formula E devono seguire precise indicazioni della FIA su dimensioni e componenti utilizzati. Al posteriore, invece, i team hanno più libertà di sviluppo, in modo da garantire una migliore integrazione con il powertrain elettrico.
In entrambe le situazioni, alle squadre è permesso un margine di scelta sugli ammortizzatori da installare.
Tramite la regolazione delle sospensioni, i team sono in grado di determinare altezza da terra e comportamento dinamico della vetture in base al tracciato su cui devono gareggiare.

Le gomme sono le stesse per tutti e sono fornite da Michelin.
Si tratta di gomme Michelin Pilot Sport all-weather con cerchi da 18 pollici. Questi pneumatici sono ottimizzati per avere un’alta efficienza (bassa resistenza al rotolamento) e possono essere utilizzati in qualsiasi condizione metereologica: infatti sono dotati di scanalature, diversamente dagli pneumatici slick in uso sulle monoposto di Formula 1.
Il numero di pneumatici in dotazione ai team è molto limitato e, una volta arrivati a fine vita, vengono riciclati. Durante la gara non sono previsti pit-stop per il cambio gomme.

Powertrain

Il powertrain delle monoposto di Formula E comprende i componenti su cui i team possono lavorare più liberamente: motore elettrico, inverter e cambio. Formula E Regolamento Tecnico

Il motore elettrico è ciò che permette alla vettura di muoversi, trasformando in energia cinetica quella contenuta nelle batterie. Il motore, posizionato in posizione centrale al retrotreno, può fornire trazione solo alle ruote posteriori. In frenata è, invece, in grado di rigenerare energia, che verrà utilizzata per ricaricare la batteria.
La struttura base di un motore elettrico è formata da statore (la parte ferma, formata da bobine di rame) e rotore (la parte in movimento, in cui si trovano i magneti).
I motori sono prodotti dai costruttori e una delle poche restrizioni nella progettazione è che il motore deve essere uno solo: la soluzione con il doppio motore è stata, infatti, proibita dalla FIA.

Questi motori funzionano a corrente alternata (AC). Lo scopo dell’inverter è quello di convertire la corrente continua (DC) all’interno della batteria in alternata, permettendo il funzionamento del motore.
L’inverter gestisce anche la corrente proveniente dal sistema di recupero dell’energia e la gestisce per ricaricare la batteria.

L’ultima componente del powertrain è il cambio. Nonostante non sia strettamente necessario per un’auto elettrica avere un cambio a più rapporti (è invece indispensabile per i motori tradizionali), alcuni team utilizzano questa soluzione per aumentare l’efficienza.
Fondamentale è l’integrazione tra motore elettrico e cambio, che ha portato allo sviluppo di cambi monomarcia o a più marce (2, 3 o anche 5) per ottimizzare il funzionamento dei due componenti.

Software

I componenti descritti finora devono lavorare nel modo più efficiente possibile. Per garantire ciò, i team sviluppano sistemi di gestione molto elaborati in grado di ottimizzare il funzionamento complessivo di tutti gli elementi.
Lo sviluppo dei software è una parte fondamentale e centrale dello sviluppo in Formula E e, molto spesso, è determinante per la vittoria.

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