Ferrari dal Kers all’Ers: la tecnologia ibrida avanza in F1

La Ferrari traccia nel suo sito il percorso evolutico compiuto in Formula 1 negli ultimi anni. Dopo il tema dei motori termici e dei relativi progressi è oggi il turno della tecnologia ibrida, che ha fatto il suo esordio nel Circus con il Kers all'inizio della stagione agonistica 2009.

Il Kinetic Energy Recovery System è un sistema di recupero dell'energia cinetica in frenata, che viene riutilizzata per la trazione del veicolo, fornendo dosi aggiuntive di energia, come supplemento di potenza. La soluzione comincia a trovare impiego anche nel prodotto di "serie", come nel caso della Ferrari LaFerrari, che abbina un motore termico da 800 cavalli a uno elettrico da 163 cavalli, riducendo i consumi e migliorando l'efficienza, pur dovendo compensare l'aggravio di peso connesso al suo innesto.

Tornando alla sua applicazione in Formula 1, questa ha fatto ancora una volta da eccellente banco di prova per testare la soluzione in un ambito operativo estremo, ideale per sperimentarne al limite la consistenza. Ora si viaggia verso l'Ers, pensato per le unità propulsive del prossimo anno, dove l'elemento "ibrido" offrirà una combinazione di energia termica (proveniente dalla turbina) e cinetica (derivante dall'ormai "classico" KERS).

Ecco l'analisi dello scenario fatta sullo spazio web ufficiale del "cavallino rampante":

Nel 2009 la tecnologia ibrida ha fatto il suo esordio in Formula 1 con l’introduzione del KERS, il sistema di recupero dell’energia cinetica prodotta in frenata sull’asse posteriore, all’inizio facoltativa. La Ferrari raccolse sin da subito la sfida e l’esperienza accumulata in cinque anni di sviluppo (uno in meno, il 2010, come impiego in pista) si è rivelata molto preziosa, sia per il trasferimento tecnologico sulle vetture stradali sia in vista della nuova motorizzazione 2014.

In base al regolamento tecnico, la potenza massima disponibile per giro è 60 kW per un totale di energia di 400 kJ. L’architettura del sistema è stata quella di un motore elettrico collegato al motore termico e dotato di un’unità di controllo elettronico e di un pacco batterie. Peso, ripetitività della prestazione, compattezza delle dimensioni, installazione all’interno della vettura – oltre, ovviamente, all’affidabilità e alla sicurezza del pilota e degli operatori – sono stati i parametri decisivi per misurare la bontà del progetto, dato che la prestazione era fissata dalle regole. Nel corso di questo quinquennio, sono stati raggiunti importanti risultati in termini di efficienza complessiva, così riassumibili:

-10% volume
-20% peso
-40% costo per unità
-90% costo per gara
100% di possibilità di utilizzo in qualifica e gara

L’introduzione del KERS ha portato anche altri effetti collaterali, quali un’avanzata miniaturizzazione delle componenti elettriche ed elettroniche, lo sviluppo di sistemi avanzati per l’immagazzinamento dell’energia, la formazione delle persone sotto il profilo tecnico e della gestione (sicurezza), aumentando complessivamente il know-how aziendale.

Il 2014 segnerà una rivoluzione nella Formula 1 con l’introduzione di una nuova motorizzazione – V6 di 1600 CC @15000 giri massimi – dotato di iniezione diretta, e-turbo e KERS. L’elemento “ibrido” risulterà quindi una combinazione di energia termica (proveniente dalla turbina) e cinetica (derivante dall’ormai “classico” KERS).

Inoltre, il regolamento prevede anche una quantità massima di portata del flusso della benzina (100 kg/h) e una quantità massima di carburante per gara (100 kg), oltre ad un’ulteriore estensione della vita di ciascuna unità (da otto a cinque motori per pilota per anno nel 2014, che diventeranno quattro a partire dagli anni successivi).

Il sistema “ibrido” sarà costituito da un motore per il recupero dell’energia cinetica (MGUK) e uno per quella termica (MGUH), entrambi collegati ad un pacco batterie da un lato e al motore dall’altro.

La potenza massima utilizzabile in un giro generata dalla MGUK sarà limitata a 120 kW per un totale di energia di 4 MJ - il doppio in termini potenza rispetto a quella attuale, il decuplo come energia complessiva - mentre quella immagazzinabile sarà la metà; invece, la quantità di energia sfruttabile prodotta dalla MGUH sarà libera. Ciò significa che se fino ad oggi il KERS è un elemento che fa la differenza in base alla sua efficienza, domani il sistema non dovrà essere soltanto efficiente ma potrà fare la differenza anche in termini di prestazione assoluta. In termini di tempo sul giro, il guadagno generato dalla nuova tecnologia è stimato in circa tre secondi mentre la potenza massima prevista sarà simile a quella attuale (ca. 750 HP).

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