Els Fórmula 1 híbrids

En un mercat que s’està girant cap al vehicle elèctric, el mundial de Fórmula 1 no queda al marge i ja des del 2009 es busca la màxima eficiència dels monoplaces amb sistemes híbrids. Estem al davant dels primers Fórmula 1 híbrids.

Fórmula 1 híbrids

La F1 sempre ha nodrit tecnològicament als vehicles de carrer (Autor: Albert San Andrés)

La Fórmula 1 sempre ha estat el banc de proves dels avenços tecnològics que després s’implementen als vehicles de carrer. Des dels primers pneumàtics radials i la millora dels compostos als sistemes de suspensió electrònica, passant pels canvis semiautomàtics amb lleves o els sistemes de frenada carbono-ceràmics, tot ha estat provat abans en competició per ser desenvolupat després als vehicles d’ús quotidià.

L’última de les evolucions ha estat l’ERS (Energy Recovering System), el sistema de recuperació d’energia que aprofita els gasos de combustió i la calor generada pels frens del monoplaça. L’ERS proporciona una potència addicional de 160 cv durant aproximadament 33 segons per volta, on el pilot aconsegueix una major eficiència per guanyar segons.

Derivat del KERS (Kinect Energy Recovering System), aparegut el 2009 (que donava 80 cv extra durant sis segons amb la calor dels frens mitjançant una bateria), els enginyers de l’F1 van evolucionar fins al sistema actual que duplica la potència i la capacitat temporal.

Haas als test days

Un HAAS als test days del Circuit de Barcelona-Catalunya (Autor: Albert San Andrés)

Com funciona l’ERS?

El sistema ERS està compost per dos motors-generadors anomenats MGU (Motor Generator Unit), per l’ES (Energy Store) que és una bateria d’emmagatzemament, i la Power Unit Control, la centraleta electrònica encarregada de gestionar la transferència entre la bateria, els motors-generadors i la resta del vehicle.

Durant la cursa, els pilots poden controlar l’energia que s’allibera per l’ERS mitjançant els botons del volant, fent els ajustos necessaris a la unitat de potència. Els dos motors-generadors tenen la funció de convertir l’energia mecànica en elèctrica i viceversa. Quan l’MGU funciona com a motor, converteix l’energia elèctrica en mecànica i quan ho fa com a generador la transforma de mecànica a elèctrica. Estem, doncs, davant dels Fórmula 1 híbrids.

Aquesta peça es divideix en dues parts: l’MGU-K (Motor Generator Unit-Kinect), que actua sobre l’eix del cigonyal i és la part on es recupera l’energia cinètica en el moment de la frenada per convertir-la en electricitat, ajudant a disminuir l’escalfament dels frens durant el moment de màxim ús i actuant com a unitat de propulsió en els moments d’acceleració, atorgant els 160 cv durant 33 segons per volta. Aquesta energia de recuperació és limitada. Aquest funcionament és força semblant a l’antic KERS, però incorpora un element més que és el Brake by Wire.

MGU-K Magneti Marelli

MGU-K de Magneti Marelli (Autor: Magneti Marelli)

Aquest sistema connecta el pedal de fre electrònicament amb els frens posteriors, limitant la càrrega de les bateries i fent que l’ERS deixi de generar energia. El pilot perd la sensibilitat en la frenada –no hi ha connexió mecànica– obligant a fer ús de la intuïció per saber com i quan frenar.

El MGU-H (Motor Generator Unit-Heat), connectat al compressor del turbo, converteix l’energia tèrmica dels gasos d’escapament en energia elèctrica. Aquesta energia alimenta l’MGU-K o s’acumula a l’Energy Store per a un ús posterior, sent aquesta il·limitada. La funció de l’MGU-H es podria resumir en el fet que és una mena de turbo híbrid, ja que ajuda a girar el compressor elèctricament, reduint el lag i comprimint l’aire d’admissió del motor. En el moment en què el pilot deixa d’accelerar o frena, l’MGU-H funciona com un generador elèctric, acumulant l’energia a l’ES. Aquest sistema és controlat per la unitat de control electrònic, que s’encarrega del funcionament en mode elèctric o de motor segons les necessitats de càrrega de les bateries o del motor tèrmic. Estem parlant, doncs, d’un sistema que fa els Fórmula 1 híbrids.

MGU-H Magneti Marelli

MGU-H de Magneti Marelli (Autor: Magneti Marelli)

L’Energy Store és on s’emmagatzema l’energia recuperada per ser enviada a l’MGU-K. Aquestes són les bateries on va a parar l’energia generada, que no pot superar mai els 4 MJ per volta per normativa FIA.

La Power Unit Control és la gestió electrònica encarregada de distribuir l’energia generada per la resta de sistemes de l’ERS.

Per seguretat, cada cotxe està equipat amb llums d’estat de l’ERS que adverteixen els marshal o els mecànics de l’estat de seguretat elèctrica quan el monoplaça està aturat a pista o al pit lane. Aquests llums, situats a la presa d’aire del motor, indiquen en verd que no hi ha cap perill per manipular el cotxe i en vermell, tot el contrari. Han de romandre encesos durant els 15 minuts posteriors a l’aturada de la unitat de potència.

L’ERS és un sistema creat en competició que, tot i diferir dels sistemes emprats als vehicles de carrer, en un futur pot acabar sent una de les referències en estalvi de combustible i pot ajudar a crear una conducció més eficient i ecològica.

En aquest vídeo (sense so), podem veure el funcionament de l’ERS:

El mundial d’F1 i els fabricants de monoplaces busquen la màxima eficiència amb els Fórmula 1 híbrids. I si vols viure una experiència única pilotant un Fórmula Renault, vine al Circuit de Barcelona-Catalunya amb el RACC!

Deixa un comentari