Formula E – Le gare

Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa

Titolo o argomento: Tra regolamento, ipotesi tecniche e possibili sviluppi

Le gare della Formula E si svolgeranno in maniera completamente differente rispetto alla nota Formula 1. Innanzitutto l’evento avrà luogo in una sola giornata, la pole position sarà il risultato di playoffs con vetture che si sfideranno in coppia, infine, come abbiamo già anticipato, il pit-stop non permetterà la sostituzione di gomme o batterie bensì la sostituzione dell’intero veicolo (l’opposto di ciò che accade nelle gare di endurance dove più piloti si alternano alla guida dello stesso veicolo).

La Formula E arriverà nel 2014 accostando il campionato F1 (anch’esso al centro di importanti evoluzioni con i nuovi dispositivi di recupero dell’energia E.E.R.S. Exhaust Energy Recovery System), una new entry oltremodo gradita che però si presenta in leggero ritardo dopo le proposte già testate di kart elettrici, superbike elettriche, e supersportive stradali elettriche dalle prestazioni di rilievo come la Tesla Roadster, che l’hanno abbondantemente preceduta. I team saranno dieci e le vetture schierate in pista venti ma non si esclude di poter aggiungere ulteriori team già a partire dalle stagioni 2015-2016.

Fatta eccezione per gli standard di sicurezza, molti saranno i gradi di libertà a disposizione di team e tecnici, probabilmente con l’intento di permettere una rapida diffusione della fama di questo campionato. Il tipo e la quantità di motori elettrici montati a bordo delle Formula E sarà completamente libero, sarà persino possibile dotare le vetture della trazione integrale. Questa non sarà necessariamente permanente dato che i sistemi di trazione elettrica possono fare a meno di complesse e pesanti trasmissioni integrali meccaniche e forniscono una versatilità tale da favorire egregiamente l’inventiva dei tecnici. Anche i traction control saranno liberamente utilizzabili senza la minima restrizione. Del resto se si considera che la particolarità di un veicolo elettrico, specie se prestazionale, è la quasi totale assenza di buchi di coppia, sembra praticamente impossibile poter fare a meno di una gestione “intelligente” della coppia motrice. Evitare il minimo pattinamento, inoltre, renderà possibile incrementare, o comunque tenere più agevolmente sotto controllo, l’autonomia di questi sibilanti prototipi. Ogni vettura sarà dotata di sistema R.E.S.S (Rechargeable Energy Storage System), questo significa che a bordo potremo trovare sistemi di accumulo elettrochimici (ovvero le batterie) così come super condensatori e flywheels atti a immagazzinare l’energia sia durante le frenate o quando si rilascia l’acceleratore, che in fase di carica ai box ove tra le altre cose saranno permessi sistemi di ricarica a induzione. Anche questa serie di dispositivi avrà il lasciapassare della federazione (FEH) per la libera progettazione ma sarà obbligatorio superare severi test di sicurezza effettuati dalla FIA. Tali test dovranno garantire l’isolamento totale dell’impianto RESS, la protezione da eventuali cortocircuiti, la disconnessione automatica del RESS in caso di incidenti o danni subiti per via di malfunzionamenti o difetti e l’impossibilità che fluidi provenienti dallo stesso RESS possano raggiungere l’abitacolo.

Come è possibile notare la massa del sistema d’accumulo dell’energia (prevalentemente batterie), che sfiora i 300 kg, costituisce un’elevata percentuale della massa del veicolo (circa il 38,5%) al fine di garantire un’autonomia di soli 30 minuti. D’altra parte però si deve tener conto del livello di sollecitazione estrema alla quale saranno sottoposte le batterie per garantire al veicolo prestazioni di rilievo. Verranno scaricate con grande rapidità e raggiungeranno temperature di esercizio vicine alle termperature critiche (circa 60°C) alle quali gli elementi delle batterie iniziano a deformarsi per poi distruggersi. Sarà proprio la spinta ad ottimizzare questi parametri che porterà ulteriore sviluppo tecnologico per le vetture elettriche ed ibride che circoleranno sulle nostre strade.

Attualmente sono allo studio batterie della famiglia Li-Ion che, sfruttando le nanotecnologie, dovrebbero permettere ricariche fino al 90% della loro capacità in soli 5 minuti e saranno in grado di reggere cicli di carica-scarica 10 volte superiori rispetto alle tradizionali batterie ricaricabili. Se in futuro la Formula E dovesse riuscire ad usufruire di simili batterie, il regolamento potrebbe andare in contro molto presto ad interessanti modifiche. Lo spettacolo sarà assicurato.

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Formula E on track

Formula E on track.
Per cortesia di Formulec.

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Alla massima categoria delle competizioni automobilistiche, la Formula 1, sta per accostarsi una classe a dir poco “elettrizzante”. Figlia di un’industria automobilistica che sta attraversando un netto cambiamento, alla continua ricerca di soluzioni più efficienti e sostenibili, la nuova proposta della FIA (Federation Internationale de l’Automobile) si chiamerà Formula E. Gli obiettivi principali sono tre, primo tra tutti dar vita ad una nuova eccitante competizione sportiva che attragga pubblico di tutte le fasce di età e che rappresenti un’importante sfida dove la migliore tecnologia ed il migliore pilota risulteranno vincenti. In secondo luogo generare una struttura di ricerca e sviluppo dei veicoli elettrici, dei loro sistemi di propulsione, di accumulo e recupero dell’energia, nonché di gestione elettronica. La Formula E si pone quindi l’obiettivo di diventare il punto di riferimento per lo sviluppo dei veicoli elettrici e dei relativi sistemi di trazione, così come la F1 lo è stato per le vetture che conosciamo oggi. Infine il terzo obiettivo ha lo scopo di portare la gente a credere di più nelle soluzioni di mobilità elettrica.

Un’interessante trovata della FIA vede la possibilità di ospitare le competizioni della Formula E nei centri delle principali città del mondo (si prevede che inizialmente gli appuntamenti saranno 8, primi tra questi Rio de Janeiro e Montecarlo) al fine di mostrare il ruolo fondamentale che questi speciali veicoli hanno nella riduzione dell’inquinamento atmosferico e, di conseguenza, per la vivibilità dei centri urbani. D’altra parte però è bene considerare quale sarà la fonte che ricaricherà le batterie e la possibilità di riciclare i materiali impiegati per per la realizzazione delle batterie stesse. Fonti non rinnovabili e materiali rari e costosi o altamente inquinanti potrebbero vanificare l’obiettivo ecologico. Il campionato sarà aperto a qualsiasi macchina omologata da FIA come Formula E, per le prime le prime stagioni le restrizioni regolamentari saranno ben poche al fine di lasciar maturare la ricerca tecnologica. Le vetture che vedremo schierate si baseranno sul prototipo realizzato da Formulec (associato tecnico e sportivo della Formula E Holdings Ltd) ovvero la EF01 da cui nasceranno in breve tempo ulteriori evoluzioni. Circolano già voci sulla possibilità che la McLaren Electronic System, molto interessata a questa categoria, possa fornire sia le trasmissioni che l’elettronica di bordo ma la federazione assicura piena libertà e ribadisce che non si tratterà di un campionato monomarca.

Tecnicamente parliamo di monoposto esclusivamente elettriche (è infatti vietato dal regolamento adottare motori a combustione interna, di qualunque dimensione essi siano, sia per l’ausilio alla trazione che in qualità di generatori -E.R.E.V. Extended-Range Electric Vehicle- per la ricarica delle batterie in marcia) dotate di una elevata accelerazione (da 0 a 100 km/h in circa 3 secondi) ed in grado di spingersi ad oltre 200 km/h (con punte di ben 250 km/h mantenibili per un tempo limitato) con l’ausilio della sola energia elettrica presente negli accumulatori elettrochimici (le batterie), nei flywheels o in eventuali super condensatori. Le vetture, comprensive di pilota e abbigliamento tecnico ma prive dei sistemi di accumulo (batterie e/o super condensatori), non dovranno avere una massa inferiore ai 540 chilogrammi. Le batterie e/o i super condensatorii non dovranno avere una massa superiore ai 300 chilogrammi. La vettura completa di pilota non dovrà avere una massa inferiore ai 780 chilogrammi.

Continua…

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Cockpit di una vettura Formulec progenitrice della Formula E

Cockpit di una vettura Formulec progenitrice della Formula E.
Per cortesia di Formulec.