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Com’è fatta e come va una Formula E
Della Formula 1 sappiamo tutto da anni. Ma cosa si celi sotto le sinuose linee di una Formula E rimane per molti ancora un mistero. Anche perché senza un motore a scoppio con i cilindri che fanno su e giù – mancano i parametri classici di un’auto, ossia cilindrata, cavalli, ecc. – capire come sia fatta un’auto elettrica diventa più difficile. Va detto poi che le monoposto di Formula E sono oggetto di una forsennata evoluzione, legata allo sviluppo di batterie e sistemi elettronici. Si è partiti dalla prima stagione del 2014 dove tutte le auto – costruite allora come oggi dalla nostra Dallara di Parma – erano tutte perfettamente identiche, sia all’esterno (telaio e carrozzeria) che all’interno (batteria e motore). Poi nel secondo anno di gara team e costruttori hanno avuto la libertà di progettare e sviluppare componenti quali motore, inverter, cambio e sospensione posteriore. Con un aumento di 20kW di potenza – la potenza massima utilizzabile in gara aumentata a 170 kW – con 200 kW disponibili durante le prove e le qualifiche.
La svolta però si è avuta nella terza stagione con l’arrivo della spettacolare maxi ala anteriore e un’aerodinamica completamente rivista. C’è stato anche un aumento del 50% della capacità rigenerativa – l’ammontare del recupero di energia consentito in frenata aumenta da 100kW a 150kW – e una riduzione di 8 kg del peso complessivo – peso minimo (pilota incluso) da 888 kg a 880 kg. E l’anno dopo c’è stato un ulteriore aumento di potenza di 10kW: da 170kW a 180kW.
Siamo arrivati alla vettura usata oggi, che ha debuttato nella quinta stagione e che è stata ribattezzata “Gen2” perché effettivamente si tratta di una macchina completamente nuova. E non solo dal punto di vista del design: c’è una nuova monoscocca e soprattutto lo stesso sistema Halo della F1 per la protezione della testa del pilota. Certo, tutti i team e i piloti utilizzano ancora lo stesso telaio e la stessa carrozzeria ma producono e sviluppano le proprie soluzioni per il motore, l’inverter, il cambio e le sospensioni posteriori.
La grande novità però è la maggiore autonomia, con una nuova batteria, che fornisce quasi il doppio della capacità di energia – passando da 28kWh a 54kWh, i piloti possono finalmente di completare l’intera gara senza la necessità di dover effettuare il pit stop per il cambio auto come avveniva in passato. Una bella mano in più per lo spettacolo. A proposito: la potenza per il motore è diventata pari a 200kW invece di180 kW – e 250kW disponibili per prove e qualifiche. Integrato nel nuovo format di gara, è obbligatorio che i piloti attivino l’attack mode (un settaggio particolare dell’auto che dura poco ma serve per i sorpassi), aumentando temporaneamente i livelli di potenza a 225 kW per un breve periodo di tempo. Livelli di potenza che da quest’anno sono arrivti a 220kW, con un aumento di potenza di circa 20kW rispetto alla Stagione 7 con potenza durante l’attack mode che aumenta anche fino a 250kW.
Almanacco dell’informazione – 4 gennaio 1996
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Ma già si lavora alla Gen3 che debutterà il prossimo anno, una specie di mostro perché avrà un nuovo propulsore anteriore, che aggiunge 250kW ai 350kW già erogati da quello posteriore, raddoppiando la capacità dell’attuale Gen2 per un totale di 600kW. Quindi la velocità massima arriverà 320 km/h (ora è a 280), con un rapporto peso/potenza due volte più efficiente di un equivalente motore a combustione interna. Non solo: il 40% dell’energia utilizzata in gara sarà prodotta dalla frenata rigenerativa, senza contare che la Gen3 sarà anche protagonista di uno sprint tutto green: mediante un processo innovativo, tutte le parti danneggiate – in gara e non – in fibra di carbonio saranno riciclate dall’industria aeronautica e aerospaziale in nuove fibre riutilizzabili. I pneumatici a loro volta saranno composti per il 26% da materiali interamente sostenibili, forniti tramite un innovativo processo pionieristico.
Ma intanto torniamo ad analizzare la vettura di oggi, con una completa scheda tecnica. Eccola.
Monoposto FIA Formula E Gen2
- Velocità massima – 280 km/h
- Accelerazione – 0 -100 km/h (0-62 mph) in 2.8 secondi
- Massima potenza – 250kW, eqv. a 340 cv
- Modalità di gara – 220kW, eqv. a 272 cv
- Massima capacità rigenerativa – 250kW
- La quantità di energia che può essere erogata alla Mgu (il motore) dal Ress (la batteria) è limitata a 54 kWh. Questa è monitorata dalla FIA.
- Fanboost (da utilizzare solo in gara) – 100kJ di energia extra a cinque piloti con più voti
MISURE
- Lunghezza complessiva – 5160mm
- Larghezza complessiva – 1770mm
- Altezza complessiva – 1050mm
- Sbalzo anteriore – 1553mm
- Sbalzo posteriore – 1505mm
- Altezza da terra – 75mm (max)
- Passo – 3100mm
- Peso minimo (inc. pilota) – 900 kg (batteria – 385 kg)
- Pneumatici – Michelin Pilot Sport da 18 pollici per l’utilizzo su pista sia bagnata sia asciutta
- Potenza – 250kW (340 cv)
- Capacità – 54 kWh
- Batteria
- Peso batteria – 385kg
- Tempo di ricarica – da zero a pieno in meno di un’ora
- Durata della gara – 45 minuti, più un giro
La batteria è il cuore pulsante dell’auto, si trova dietro il pilota ed è integrata nel telaio, il che significa che la sostituzione della batteria in tempi rapidi non è possibile durante la gara. È una delle aree chiave per lo sviluppo delle auto, su cui si basano efficienza e autonomia, con la nuova unità in grado di funzionare a velocità più elevate per quasi il doppio del tempo – raddoppiando i numeri in soli quattro anni. È una parte specifica, il che significa che ogni team riceve la stessa identica attrezzatura, concentrando lo sviluppo su componenti ausiliari e mantenendo i costi sotto controllo.
Powertrain e cambio
- Livello di rumore del motore – 80 decibel (dB)
- Motore – Rotore e statore
- Giri al minuto (rpm) – 20.000
Il motore prende l’energia generata dalla batteria e la trasferisce alle ruote. Ogni team ha la possibilità di produrre il proprio motore – o di acquistare tecnologia simile da un concorrente. Il motore è diviso in due componenti principali: il rotore e lo statore. Il rotore contiene magneti, mentre lo statore comprende bobine di filo di rame. Quando la corrente elettrica passa attraverso i fili genera un campo magnetico. I magneti nel rotore sono attratti e respinti, facendo girare il motore.
Inverter
Tasso di conversione da corrente continua a corrente alternata: 10.000 volte al secondo.
L’inverter prende l’elettricità dalla batteria e converte la carica da una corrente continua (CC) a una corrente alternata (CA), utilizzata per trasferire energia alle ruote. Team e produttori sono liberi di svilupparlo a proprio piacimento, con vantaggi in termini di dimensioni, peso e layout.
Trasmissione – Cambio
Numero di ingranaggi – soluzioni varie (tra 1-3 marce)
Il cambio è controllato dal pilota grazie alla palette dietro al volante, attraverso le quali può sfruttare strategicamente la potenza a disposizione. È a discrezione di ogni team determinare la quantità di ingranaggi – la maggior parte dei piloti scelgono di usare un’unica marcia. Ciò significa minor tempo perso a cambiare marcia.
Carrozzeria, telaio e aureola
Telaio – Dallara
Carrozzeria – Spark Racing Technology
Il telaio dell’auto e della cellula di sicurezza è costruito da Dallara, produttore italiano di telai, ed è realizzato in fibra di carbonio e alluminio. La struttura è rafforzata per resistere a impatti elevati e superare i severi test di altre categorie di monoposto. La carrozzeria e le ali sono prodotte da Spark Racing Technology – società francese creata appositamente per la Formula E con esperienza in altre serie. I regolamenti non consentono alle squadre di sviluppare le ali delle monoposto: ciò incoraggia i team a concentrare attivamente la ricerca e le risorse sullo sviluppo di componenti che porteranno a un’accelerazione dell’adozione di veicoli elettrificati. Il nuovo design include anche il sistema Halo, che protegge i piloti dai detriti volanti e impedisce al casco di entrare in contatto con oggetti di grandi dimensioni. Il sistema Halo è illuminato a Led – con colori diversi che indicano le diverse modalità di alimentazione.
Pneumatici
Diametro – 18 pollici
Pneumatici Michelin Pilot Sport su misura da 18 pollici per l’utilizzo sia in condizioni di asfalto bagnato che asciutto. Pneumatici da corsa Michelin specifici per la Formula E. Sono diversi da due punti di vista. In primo luogo, hanno la spalla bassa e sono progettati per cerchi da 18 pollici. In secondo luogo, possono essere utilizzati con qualsiasi condizione metereologica. Questo approccio porta a maggiori livelli di efficienza e resistenza al rotolamento, nonché a un minor numero di pneumatici richiesti per ogni gara. Un normale pneumatico slick non può essere utilizzato in condizioni di asfalto bagnato, il che significa che gli pneumatici intermedi devono essere trasportati a ogni gara in caso di pioggia. Questo non è il caso della Formula E.
Volante
- Pulsanti – 10
- Quadranti mobili – 5
- Shift paddle – 2
Il volante è lo strumento più importante per un pilota, non solo per guidare l’auto, ma anche per gestire l’erogazione di potenza, monitorare l’utilizzo della batteria e rimanere in contatto con il team.
