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Articoli - Archivio

03/07/2018
A Roma le auto elettriche corrono in gara

Formula E

 

Il Gran Premio di formula E a Roma è stato una festa popolare e ha avvicinato tante persone alla trazione elettrica. Cosa possiamo imparare dalle monoposto senza tubo di scarico?

Nicodemo Angì

Roma EUR, il quartiere modello edificato durante il ventennio per accogliere l’Esposizione Universale di Roma del 1942, è stato palcoscenico (e anche protagonista) di un Gran Premio molto particolare. A metà aprile si è infatti svolta, proprio all’EUR, una tappa del campionato ABB Formula E, riservato a monoposto elettriche alimentate a batteria.

Le gare motoristiche sulle strade della capitale mancavano da molto (troppo) tempo dato che a Roma si erano svolte anche tappe importanti negli sport motoristici.

 

Ritorno al passato

La prima gara vinta dalla scuderia Ferrari con una vettura di propria produzione fu proprio il Gran Premio di Roma, corso sul circuito delle Terme di Caracalla nel 1947. Le ultime gare nella Capitale si sono svolte nel 1951 e negli anni ‘80 persino Enzo Ferrari aveva parlato di un rientro delle corse nella città.

L’idea si arenò per motivi ecologici e logistici (troppe emissioni e rumore) ma la Formula E, eliminando entrambe le limitazioni, ha riportato i Gran Premi nelle città. Il campionato 2017/2018 è stato infatti ospitato dalle città di Hong Kong, Marrakesh, Santiago del Cile, Città del Messico, Punta del Este, Roma, Parigi e Berlino. Prossima tappa, il 10 luglio, Zurigo con il gran finale a New York che ospiterà ben 2 gare.

Noi abbiamo seguito la tappa di Roma e possiamo dire che il 14 aprile abbiamo visto non soltanto un appassionante evento sportivo, che ha attirato anche molte persone che probabilmente non avrebbero visto un Gran Premio classico, ma anche un’anticipazione di come potrebbe cambiare l’automotive nei prossimi anni.

 

“Cattive” ma in silenzio

Le monoposto elettriche permettono infatti di correre in città su “circuiti” comodamente raggiungibili in metropolitana ed è stato un piacere vedere una gara molto competitiva svolgersi nella cornice monumentale del quartiere EUR con il sottofondo del sibilante ronzio delle formula E.

La potenza in assetto di gara – si tratta di quella in uscita dalle batterie, limitata da regolamento – è di soli 180kW/245 CV (200 kW durante le prove) ma le monoposto sono apparse molto dinamiche al di là dei numeri dichiarati. Il perché è presto detto: i motori elettrici hanno la coppia massima a zero giri (o quasi) e quindi lo scatto da bassa velocità, ad esempio all’uscita di un tornante, è veramente bruciante. In effetti l’accelerazione da 0 a 100 km/h avviene in circa 3 secondi: niente male, considerando che molte berline da famiglia hanno più cavalli e che una Formula 1 scende di poco sotto i 2 secondi. Il risultato è ancor più rilevante considerando che le Formula E hanno un peso minimo di 880 kg con il pilota a bordo (sono allo studio modifiche per limitare lo svantaggio dei piloti più pesanti).

Nel giudicare la dinamicità dell’auto elettrica che stiamo pensando di comprare, quindi, occorre sapere che i soli numeri non dicono tutto.

Un altro parametro alquanto diverso rispetto alle auto convenzionali è l’efficienza, che persino in gara è piuttosto alta.

 

Efficienza energetica da corsa

Per farci un’idea ricordiamo che l’Environmental Protection Agency americana (EPA) per consentire un confronto omogeneo fra i consumi dei veicoli ha da tempo stabilito che in un gallone di benzina (3,78 litri) sono contenuti 33,7 kWh di energia. A questo punto è facile convertire il consumo dei veicoli elettrici in miglia per gallone, proprio come si fa con le auto a benzina. La nuova Tesla Model 3, per esempio, usa 26 kWh (ciclo combinato città/autostrada) per percorrere 100 miglia mentre la pur efficiente BMW 328d, dotata di un 2 litri turbodiesel, consuma 2,8 galloni per 100 miglia, pari a 94,4 kWh. La scattante berlina europea ha quindi un consumo medio, misurato dall’EPA, di 36 Miglia Per Gallone (MPG) nel ciclo combinato (sarebbero 15,2 km/litro) mentre la Model 3 sfodera 130 MPG. L’economica Yaris a benzina arriva a 35 MPG mentre la Toyota Prius ECO segna l’ottimo valore di 56 MPG.

Torniamo alla Formula E: l’energia massima erogata dalle batterie è di soli 28 kWh e quindi si cambia l’auto a metà gara. Supponiamo che in gara si utilizzi il 95% dell’energia disponibile, ossia 53,2 kWh per coprire i 59,64 km complessivi della gara all’EUR: si sono consumati quindi circa 0,89 kWh a km.

Usando il dato EPA troviamo che un litro di benzina equivale a 8,91 kWh di energia e quindi è come se le monoposto avessero percorso 10 km con un litro, un ottimo valore che si riflette (amplificato) anche nelle auto di serie.

 

Limitiamo le spese

Una cosa differenzia invece le Formula E dalle auto di serie: la standardizzazione introdotta per limitare i costi.

Monoscocca e batteria, per esempio, sono le stesse per tutte le scuderie, con la prima costruita dall’italiana Dallara e la seconda da Williams. Anche la centralina di controllo è standard, essendo fornita da McLaren, mentre il software di gestione è sviluppato dai team.

Persino i freni sono "calmierati": se i materiali di dischi e pastiglie sono liberi, le pinze devono essere costruite con una lega di alluminio avente modulo di elasticità minore di un certo valore limite e i pistoncini devono avere sezione circolare.

I bracci delle sospensioni devono essere fatti d’acciaio proprio per limitare i costi e aumentare la robustezza e infatti durante le gare le “sportellate” non sono mai mancate ma le monoposto hanno spesso proseguito senza grossi danni.

È bandito, a differenza di quel che si vede nelle auto di serie, qualsiasi sistema di assistenza alla frenata e alla guida (compresi i differenziali a controllo elettrico o idraulico) così come le sospensioni attive. Le regolazioni degli ammortizzatori, inoltre, possono essere operate solo con utensili e mai con pulsanti o a mano.

 

Grande coppia, poche marce

Anche alettoni, superfici aerodinamiche e prese d’aria per il raffreddamento sono regolamentati: le “ali”, anteriore e posteriore, devono avere un profilo aerodinamico fissato dal regolamento.

Massima libertà invece per quel che concerne i motori (i limiti sono il numero massimo, 2, la proibizione di sistemarli nelle ruote e lo spessore dei lamierini degli avvolgimenti, che dev’essere maggiore di 5 centesimi di mm) e infatti i progettisti si sono sbizzarriti.

Magneti Marelli, che fornisce il team Mahindra attualmente in quarta posizione nel Campionato, ha infatti concepito e realizzato un motore con due statori, ognuno dei quali alimentato con corrente elettrica trifase, e un unico rotore. La maggior coppia sviluppata da questa configurazione ha consentito di eliminare il cambio, sostituito da una riduzione a ingranaggi a rapporto fisso. Se si sa poco della trasmissione usata dal team in testa al campionato (Techeetah, con motore Renault), è invece noto che anche il team Audi-Schaeffler ha una soluzione di questo tipo, che accomuna queste monoposto alla grande maggioranza delle auto di serie. Altri team usano cambi a più velocità ma i rapporti sono comunque pochi perché i motori elettrici allungano fino a circa 20.000 giri e la curva di coppia è favorevole.

 

Pneumatici che guardano alla serie

Veniamo ora alle ruote: i cerchi devono essere metallici, di tipo non-scomponibile e con il diametro obbligatorio di 18 pollici. La larghezza del cerchio è di 9 pollici anteriormente e 11 al posteriore e i pneumatici sono di un unico tipo fornito da Michelin. Le loro misure sono 245/40 R 18 per l’anteriore e 305/40 R 18 posteriormente e l’apprezzabile scolpitura ne permette l'utilizzo anche in caso di pioggia. Il costruttore transalpino parla con orgoglio dei suoi Pilot Sport EV, riportando di aver proposto alla FIA, che ha poi accettato, i cerchi da 18” perché è una misura abbastanza diffusa nelle auto stradali. In questo modo Michelin è sicura di acquisire un’importante esperienza che sarà poi utile nella produzione di serie. Ricordiamo che le prove libere, le qualifiche e la gara sono condotte con lo stesso treno di gomme, un bell’impegno per coperture che, come potrete leggere in un altro articolo su questo numero di Pneurama, devono avere una basso attrito di rotolamento e una grande resistenza alla ingente coppia erogata quasi istantaneamente dai motori elettrici. Ogni copertura è poi dotata di tag RFID che ne consente l’accurata tracciabilità e ogni pilota ha a disposizione 4 coperture nuove per ogni gara ma può portare ai box altre 2 gomme usate nella gara precedente.

Chiudiamo con l’elenco dei team che hanno corso questa stagione: Audi, DS-Virgin, Jaguar, Mahindra, Renault, MS + AD Andretti (in cooperazione con BMW), Dragon- Penske, Venturi, Techeetah e Nio. Se aggiungiamo il prossimo impegno di Porsche, Mercedes e BMW in prima persona e l’arrivo della nuova generazione delle monoposto, carenata, più potente e in grado di completare le gare senza bisogno di cambio di vettura, ci rendiamo conto del grande potenziale di questa serie sportiva.

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