Nè fango, né buche, né salti fermeranno le auto elettriche nel mondiale rallycross
Williams Advanced Engineering sarà responsabile dei nuovi pacchi batterie usati dal 2021: avranno 46,5 kWh di capacità e 5.400 celle ciascuno, in via di definizione il fornitore
Non è per ricordare che ieri si è conclusa in Sudafrica un’edizione 2018 dominata da Johan Kristoffersson, con 11 vittorie in 12 gare, che oggi scriviamo della serie iridata di rallycross. Non per far torto al fortissimo svedese della Volkswagen, che ha anche eguagliato il record di Sebastian Vettel di nove vittorie consecutive, ma in questo spazio guarderemo invece alla primavera del 2021, quando entrerà la tecnologia elettrica anche in questa disciplina spettacolare.
Lo scorso giugno il consiglio mondiale della federazione internazionale dell’auto ha infatti approvato Williams Advanced Engineering come partner-chiave del futuro FIA Electric World Rallycross Championship. Un partner-chiave perché sarà responsabile della tecnologia e della fornitura delle batterie.
L’impegno della casa britannica (che è in prima linea nel settore anche nel nuovo consorzio Hyperbat che costruirà batterie a Coventry) sarà determinante nello scortare verso il successo la prima serie iridata di automobilismo che intraprende la transizione da auto convenzionali ad elettriche. Al contrario di quello che avviene nelle corse in pista, dove la Formula E affianca ma non assorbe le tradizionali Formula 1, Indycar, Formula Nippon eccetera.
AUTO21 ha approfittato della presenza di Douglas Campling, ingegnere capo del progetto eWRX, al Professional Motor Sport Expo di Colonia per seguire la sua presentazione ad un pubblico di addetti ai lavori e recepire gli ultimi aggiornamenti di un piano che è ancora in divenire (sono ancora da definire le case auto partecipanti) ma non per questo meno interessante.
Rispetto alle attuali auto da rallycross, parenti strette di quelle del Mondiale Rally, la prossima generazione prevede 500 kW di potenza (670 cavalli) invece di 450, una accelerazione che ritocchi lo 0-100 km/h oggi affrontato in 1″9 ed un peso che non si scosti dall’attuale minimo di 1.300 chili.
Il peso invariato rispetto alle auto di oggi è un voto di fiducia nelle capacità di Williams Advanced Engineering e della tecnologia delle batterie in generale, pur tenendo conto del contributo all’alleggerimento che proverrà dai sofisticati telai in mono-fornitura della francese ORECA, con vasca in compositi e gabbia reticolare di sicurezza ed irrigidimento.
Il capitolato della federazione internazionale ha chiesto al fornitore un pacco batterie da 290 chili di peso, con volume di 260 litri, capacità di 46,5 kWh e che oltre alla potenza di 500 kW supporti una capacità rigenerativa massima di 50 kW. La durata minima di un pacco batterie sarà di due stagioni, durante le quali dovranno affrontare circa 30 weeekend di corse.
Poiché Williams Advanced Engineering è stata anche fornitore delle batterie della prima generazione della Formula E (ora affidate invece a McLaren Electronics Systems), può essere interessante fare anche il confronto tra le batterie di quella categoria, il cui progetto risale al 2013, e quelle del futuro mondiale rallycross per rendersi conto dei progressi intercorsi.
Malgrado il volume quasi identico il peso del pacco scenderà di una ventina di chili. In quella “scatola” posta nella parte inferiore delle vetture, e che si potrà sostituire in tre quarti d’ora di lavoro, la capacità di 46,5 kWh si confronta con i 28 kWh della prima Formula E. Le monoposto quanto a potenza massima si fermavano a 200 kW contro i 500 kW delle future auto da rallycross, che invece di un motore ne avranno uno su ciascun asse e saranno quindi delle trazioni integrali.
Le caratteristiche di questa disciplina comportano manche, semifinali e finali molto brevi, un formato che sarà certo un vantaggio per le esigenze di ricarica delle auto elettriche del futuro mondiale rallycross, fase che organizzatore e promotore non hanno però ancora precisato.
Come noto nella Formula E prima maniera le batterie duravano meno di mezz’ora, costringendo i piloti a cambiare auto a metà corsa, cosa che non sarà più necessaria dalla prossima stagione con i nuovi regolamenti e le nuove auto.
Sono pubbliche anche le differenze in densità di energia e potenza: le batterie del rallycross avranno densità di potenza di 2,6 kW/kg rispetto all’1,4 della vecchia Formula E, mentre la densità di energia sarà di 232 Wh/kg rispetto ai 174 Wh/kg dell’ormai “pensionata” prima generazione di monoposto silenziose.
Il capo-progetto Campling nel suo intervento ha evidenziato i molti fattori che rientrano nella scelta delle celle che equipaggeranno le auto: la chimica anzitutto, con gli ioni di litio come soluzione ovviamente favorita, il tipo (la prima Formula E aveva celle laminate, ma è aperta l’alternativa alle celle cilindriche o prismatiche), l’energia e la potenza per chilo di massa di ogni cella, la effettiva disponibilità alla fornitura delle celle, i costi e le caratteristiche di invecchiamento della cella.
Se le celle non sono ancora arrivate alla selezione finale, l’ingegnere della Williams ha anticipato la configurazione del pacco batterie del mondiale rallycross: 180S 30P. In linguaggio da non esperti, significa che sarà costituito da 180 moduli collegati in serie, con ciascuno formato da 30 celle in parallelo, con 5.400 celle in totale.
La gerarchia del pacco batterie parte dalla capacità di 46,5 kWh previsti dal regolamento. Sappiamo trattarsi di energia massima usabile, ma i progettisti per calcolare la dotazione minima di celle da montare fanno i loro conti su un 90% di SOC (stato di carica) massima, portando il valore a 51,6 kWh.
Il totale diviso l’energia usabile (10 Wh) di ciascuna cella fornisce il numero minimo di celle da includere: 5160 (51.600Wh/10Wh). Per sostenere i rigori e gli stress di due stagioni di gare gli ingegneri hanno ritenuto che sarà necessario portarne il totale a 5400.
Considerando il numero massimo di volt previsto per cella (5V) e quello dell’intero pacco batterie (900V), si può contare il numero massimo di connessioni in serie tra i moduli che saranno presenti nel pacco batterie: 180 (900/5). Con questo numero possiamo contare le celle collegabili in parallelo: 30 (5.400/180). E siamo arrivati alla configurazione 180S 30P del pacco batterie del futuro mondiale rallycross.
Un aspetto interessante del nuovo pacco batterie è che, come ci ha confermato l’azienda britannica, saranno prese in considerazione anche impieghi second life ancora da definire, quando non saranno più in grado di equipaggiare le auto da rallycross.
Le dimensioni dell’intera clientela di questo tipo di batterie (stiamo parlando di 1.000/1.200 kWh di capacità) sono tali che non sarà il corretto riciclo finale dei loro materiali a cambiare le sorti del pianeta. Ma è comunque interessante che la possibilità di riusare queste batterie suggerisce che il livello delle celle e dei sistemi di gestione sta migliorando rapidamente al punto che questa diventa una strada percorribile anche dopo usi stressanti quali possono essere le ripetute scariche rapide richieste dalla partecipazione a gare di brevissima durata.
