Na primeira temporada, 2014 / 2015, todas as equipes e pilotos inscritos na Fórmula E da FIA (Fédération Internationale de l’Automobile), um esporte que deverá contribuir para o aumento de vários milhões de veículos elétricos (VEs) no mundo, utilizarão o mesmo modelo de carro: o Spark-Renault SRT 01E.
Este carro de corrida Fórmula E (Elétrico, a bateria) passou a ser desenvolvido a partir de Setembro de 2012, sendo fruto de uma parceria (consórcio) de 10 meses entre a Spark Racing Technologies, a McLaren Electronic Systems, a Williams Advanced Engineering, a Dallara e a Renault (além de outros parceiros "menores").
Desde o começo, o piloto brasileiro Lucas Di Grassi foi nomeado como piloto oficial testes, fazendo a demonstração do protótipo original, o Formulec EF01 (que foi construído no idos de 2010), que contou com um chassi construído pela Mercedes GP e motor elétrico construído pela Siemens. O Formulec EF01 foi usado para o vídeo promocional oficial e para apresentações em cidades-sede.
A Spark Racing Technology, a empresa dedicada à criação e montagem dos carros que participarão do Campeonato Mundial de Fórmula E da FIA, foi criada em 2012 e é focada exclusivamente na fabricação destes carros, para a primeira série de corridas de VEs totalmente elétrico do mundo, que começa já em Setembro de 2014, se incumbindo de formar as parcerias necessárias entre as empresas envolvidas.
O deslumbrante e futurista monolugar Formula E Spark-Renault SRT 01E, que representa o futuro do automobilismo esportivo mundial, é capaz de atingir de 0-100 km/h em menos de três segundos, e está em construção pela Spark Racing Technology com parceria técnica da Renault, chefiada por Frédéric Vasseur, objetivando produzir os 42 carros para a primeira temporada.
Deste modo, para as 42 unidades do Spark-Renault SRT_01E encomendadas pela organização da Fórmula E para o início das competições, os carros contam com as seguintes colaborações:
- Pacote de Baterias de Tração: fornecido pela Williams Advanced Engineering;
A Williams Engenharia Avançada assinou um acordo exclusivo com a Spark Racing Technology para ser o único fornecedor de tecnologia de bateria para a Fórmula E. O pacote de bateria de tração compreende, além do arranjo de ligação das células de bateria, empacotado, também o sistema eletrônico de gerenciamento da bateria.
A Williams se tornou-se uma experta em baterias, a partir do seu programa de Formula 1, após a introdução do seu Sistemas de Recuperação de Energia Cinética, em 2009. Com base nos sistemas de baterias usadas nos carros de Fórmula 1 dela, a Williams criou uma nova bateria e o sistema de gerenciamento de bateria associado, que são capazes de alimentar um carro de corrida totalmente elétrico, capaz de alimentar uma carga produzindo uma potência de até 200 kW (o equivalente a 270bhp).
O complemento do Sistema de Armazenamento de Energia Recarregável (RESS, Rechargeable Energy Storage System), como o emprego de supercapacitor, flywheel (um dispositivo mecânico que é utilizado para armazenar energia rotacional), bateria extra e conversor, por exemplo, é de projeto livre, porém, deve ser homologado pela FIA.
Quanto ao carregamento (ou recarregamento) da bateria, de acordo com os regulamentos atuais, os carros de Fórmula E poderão ser recarregados durante os treinos, a qualificação, a corrida e em alguns outros momentos especificados durante o fim de semana da competição. (ver mais abaixo sobre a Qualcomm).
- Motor Elétrico, Transmissão Eletrônica e Controles: fornecidos pela McLaren Electronic Systems;
O motor, que foi desenvolvido originalmente para equipar uma versão puramente elétrica do carro de estrada McLaren P1, pesa cerca de apenas 26 kg, e produz uma potência máxima de 270 CV, com 140 N.m de torque instantâneo.
Fornecendo quase tudo, exceto a bateria, a McLaren projetou um sistema completo: fornecerá não apenas a parte eletrônica principal do sistema de tração, a PCM (Powertrain Control Module), que equivale ao Engine Control Unit (ECU, dos carros de Fórmula 1) e inclui a eletrônica de potência do Conversor de Frequência (Inversor) e do Conversor CC/CC, para controle e transmissão da tração, a partir da bateria, nos carros de Fórmula E, bem como o software, sensores e outros componentes associados ao sistema 1.
- Pneus: fabricados pela Michelin;
Os carros do campeonato FIA Formule E usam pneus de 18 polegadas, mas que são adequados, simultaneamente, tanto para as condições úmidas, quanto secas, pois a Michelin (fornecedora exclusiva) disponibilizará apenas um composto (não haverão compostos mais duro e mais macio, tal como ainda é feito para a Fórmula 1). A priori, um único jogo de pneus, está previsto para durar todo o fim de semana da competição.
- Chassi: montados e fornecidos Dallara;
A Dallara, com seus quarenta anos de experiência no automobilismo, construiu a estrutura monobloco, feita de fibra de carbono e alumínio, que é tanto super leve, como muito resistente a cumprir os 2.014 testes de colisão feitos pela FIA. 2
O conjunto é conectado a um controle de caixa diferencial e a de caixa de direção, fornecidos pela Hewland, com proporções fixas para ajudar a reduzir ainda mais os custos.
- Controle e Garantia de Qualidade: exercido pela Renault;
A supervisão de todo o sistema de integração dos carros é feita pelo parceiro técnico para o campeonato, a Renault, que é não apenas experiente em automobilismo, mas fabricante de VEs, com o seu Renault ZOE. e devido às suas tecnologias esportivas, compromisso ambiental e programa Renault Sport de F1.
Outras parcerias:
Quanto a outras parceiras "menores" do consórcio, como eu mencionei anteriormente, a principal, e não menor, na minha opinião, parece ser a Qualcomm (que já era, anteriormente, parceira da Renault), que se tornou, além de patrocinadora, parceira-fundadora oficial desde Sembro/2013.
O acordo com a Qualcomm permitirá que a ela e a Formula E Holding apresentem, não apenas tecnologias relativas a dispositivos móveis para os VEs, bem como a tecnologia de recarregamento sem fio de baterias (com o Qualcomm Halo™ Wireless Electric Vehicle Charging), que promete ser usada em algum momento, já nesta primeira temporada da competição.
A tecnologia Qualcomm Halo WEVC usa indução magnética (wireless) para transferir energia ressonante entre um bloco primário instalado no chão e uma "almofada de carregamento", secundário, instalada abaixo dos VEs.
Ao que tudo indica, como as provas serão disputadas em pistas de rua nas cidades escolhidas como locais da competição (que inclui o Rio de Janeiro), pelo menos a princípio, o carregamento sem fio deverá ocorrer com os VEs estacionados, e não nas pistas, com os veículos em movimento, o que também deverá ser possível no futuro. Muito provavelmente deverá ocorrer a troca de carro, por parte dos pilotos, durante uma prova, para que se proceda o recarregamento pleno da bateria.
"A FIA de Fórmula E Championship vai tornar-se uma vitrine para a tecnologia de veículos elétricos", disse Alejandro Agag, diretor executivo do Championship Promoters Formula E Holdings. Eu creio que poderá se tornar A MAIOR VITRINE. É esperar o circo ser montado em Pequim, China, em 13 de Setembro, para ver e ouvir o som dessas máquinas, e começar a torcer, pelos VEs e pelo Brasil.
Notas:
1. Sobre Conversores, Inversores e Controles:
Em veículos elétricos (VEs), que inclui, além dos Veículos Elétricos a Bateria, também os Veículos Elétricos Híbridos, e mesmo os Veículos a Célula de Combustível, o Inversor, o(s) Conversor(es) CC/CC e o(s) Controlador(es) podem até ser integrados em uma única unidade (um único bloco), pois eles, interligados, formam um único sistema. Todavia, cada um deles pode, também, ser compreendido (e montado no carro) em separado, como um subsistema, pois eles executam tarefas distintas.
Além do mais, o Inversor e o(s) Conversor(es) CC/CC são constituídos de arranjos contendo vários Dispositivos Semicondutores de Eletrônica de Potência, que ao estarem em operação, acionados por sinais de controle, carregam a energia elétrica bruta da tração, da frenagem e da recarga da bateria, gerando, assim, uma quantidade de calor bastante considerável e, em geral, requerem o seu próprio sistema de refrigeração dedicado e, inclusive, separado do sistema de refrigeração da Máquina Elétrica (Motor Elétrico) do carro, o que inclui a sua própria bomba e radiador.
Já, o(s) Controlador(es), estes são constituídos de Circuitos Integrados (Chips) de microeletrônica (µcontroladores, DSPs, Interfaces DAC, comunicação e rede, etc), os quais demandam potência elétrica relativamente muito baixa para operar, além de integrarem o(s) software(s), sendo recomendável que sejam mantidos apartados de fontes de calor, que podem interferir de modo prejudicial.
2. Projeto do Corpo de Carro em Alumínio:
Carrocerias de aço têm sido tradicionalmente fabricadas a partir de peças de chapa estampada, unidas por solda a ponto por resistência. Recentes desenvolvimentos incluíram a introdução da tecnologia de moldação hidráulica e a técnica de soldadura por feixe de laser. Junto com a introdução de novos tipos de aço de alta e ultra alta resistência no mercado, assim foi possível melhorar a rigidez e a resistência ao choque (atributos anti-acidentes) e / ou reduzir o peso das carrocerias de aço, com pouco ou nenhum custo adicional. Soldadas a laser, juntas contínuas aumentam significativamente a rigidez da estrutura de corpo monobloco e componentes estruturais e de sobre-chassi, fabricados a partir de finos, tubos de aço hidro-formados permitindo melhorias da força da rigidez do corpo.
Princípios de projeto e de fabricação similares aos utilizados para estruturas do corpo em aço podem ser aplicados para confeccionar um corpo de carro todo em alumínio. No entanto, a simples substituição de materiais nem sempre leva a soluções custo-eficientes. É essencial ter uma abordagem holística e considerar todo o sistema, que consiste no material de construção, conceitos de projeto apropriados e métodos de fabricação aplicáveis. Conceitos de carroceria de alumínio técnica e economicamente promissores são o resultado de conceitos de design orientado para o alumínio e tecnologias de fabricação devidamente adaptados. Com suas diferentes formas de produtos (laminação, extrusão, fundição, etc), o alumínio oferece uma ampla variedade de opções de projeto.
Por isso, uma substituição apropriada de aço por alumínio na estrutura do corpo, não só permite uma redução de peso significativa, mas influencia, também, na eficiência de custo. A escolha da forma do produto mais apropriado - dependendo do tipo de carro e de acordo com o volume de produção previsto - também permite a otimização do desempenho técnico de acordo com as condições econômicas e ecológicas específicas da instalação.
Os principais elementos de uma estrutura de corpo do carro auto-sustentável (monobloco) são:
- Perfis para Suporte de Carga;
- Chapas de Rigidez Estrutural, e;
- Elementos de Junta necessários (nós).
Estrutura de perfil oferece a base para as altas flexão e rigidez a torção necessárias ao corpo do carro, dentro de certas restrições do conjunto.
A estrutura básica do corpo dado por perfis e nós é mais enrijecida pela adição de chapas, que também são usadas para formar o gabinete total do corpo. Um requisito adicional é um projeto de excelente resistência ao choque do corpo do carro (capacidade de absorção de alta energia por deformação, sem iniciação de trincas e fraturas).
Veja mais em: The Aluminium Automotive Manual
