WRC 2022: il cooling dell'ibrido aiuterà il recupero di downforce

Il momento tanto atteso, quello che porterà a scoprire le vetture Rally1 ibride nelle prove speciali del Mondiale Rally 2022, si avvicina sempre di più. Ogni settimana che passa si scoprono sempre più dettagli sulle vetture che dovranno prendere il posto delle attuali WRC Plus. Queste per 5 anni hanno fatto sognare tutti gli appassionati di rally, piloti compresi, ma a fine 2021 andranno in pensione, lasciando il posto a vetture meno sofisticate e, almeno sulla carta, meno dispendiose dal punto di vista economico.

Dopo diversi mesi d'attesa, in seguito all'ufficializzazione dell'introduzione dell'ibrido nel WRC a partire dal 2022, Hyundai, Toyota e M-Sport hanno svelato i primi prototipi ibridi nell'arco di poche settimane. Questo ha permesso di iniziare a capire di più su ciò che potremo vedere dal punto di vista tecnico e alcune differenze che distingueranno le Rally1 dalle WRC Plus.

Al di là del discutibile ritorno al cambio manuale (a leva, 5 marce più la retromarcia) e dell'assenza del differenziale centrale, l'aspetto delle Rally1 presenta un mix tra le attuali WRC Plus e la semplicità aerodinamica che ha contraddistinto le R5 nel corso degli ultimi anni. Non avrà alcun ritocco l'ala posteriore, ma tutto il resto subirà un dimagrimento importante. Andiamo a scoprire le novità più importanti delle Rally1, a 5 mesi dall'esordio ufficiale che avverrà al Rallye Monte-Carlo 2021.

Rally1: aerodinamica "slim", meno downforce

Il primo team a svelare il prototipo 2022 è stato M-Sport. Il team diretto da Richard Millener ha sfruttato la base di una Ford Fiesta WRC specifica 2017, eliminando però le componenti che dal prossimo anno saranno bandite. Dalle prime foto che sono state diffuse è stato possibile notare come siano sparite tutte le appendici aerodinamiche all'anteriore.

Si tratta di quelle oggi inserite in tutte le vetture WRC Plus, per la precisione sul paraurti anteriore, dove i flap hanno il compito di generare carico aerodinamico in quella particolare zona del corpo vettura, ma anche di indirizzare flussi e vortici verso la parte posteriore.

Non solo la parte anteriore, ma anche la zona posteriore avrà novità molto importanti. Dal 2022 sparirà il diffusore posteriore, ma anche le finestre arricchite di upper flap orizzontali al proprio interno che sino al termine di quest'anno trovano posto nella parte posteriore dei passaruota posteriori.

Questo comporterà una perdita molto importante di carico aerodinamico anche nella zona del retrotreno delle vetture e una diminuzione generale della downforce, ideata però per evitare che il bilanciamento aerodinamico delle vetture potesse subire delle vere e proprie rivoluzioni.

Dopo l'esordio della Rally1 di M-Sport, sono arrivate a ruota anche le nuove Hyundai i20 N Rally1 e Toyota Yaris GR Rally1. Anche la vettura coreana e quella giapponese hanno confermato le novità proposte da M-Sport legate al regolamento tecnico della prossima stagione: mancanza di profili aerodinamici anteriori, posteriori e assenza del diffusore.

Una delle poche soluzioni in utilizzo sulle WRC Plus rimaste anche sulle Rally1 dovrebbe essere lo splitter anteriore, che ha il compito di portare l'aria al di sotto del corpo vettura per poi farla fuoriuscire nella parte posteriore.

Spuntano le "narici" sulle Rally1 per l'ibrido

La novità più evidente sulle nuove Rally1, al di là dell'eliminazione dei profili aerodinamici anteriori e posteriori, sono le grandi aperture che è possibile notare (foto sopra) comparse nella parte superiore delle fiancate dei prototipi ibridi visti sino a ora.

Nelle prime foto ufficiali, la i20 N Rally1 si è mostrata senza le prese d'aria in questione, ma solo perché nascoste da un lavoro di modifica fatta alle fotografie in post produzione. Toyota, invece, ha preferito far vedere un video della nuova vettura, ma senza coprire novità.

Stessa strategia usata da Hyundai è stata adottata da M-Sport. La Ford Fiesta 2017 usata per lo shakedown era sprovvista delle nuove prese d'aria. Sembra però che questo fosse dovuto all'assenza del sistema ibrido perché richiamato da Compact Dynamics a causa di un problema al motore elettrico da 100 kW.

 

Ma a cosa servono queste prese d'aria? O meglio, cosa devono raffreddare? Stando a una delle poche foto-schema ufficiale rilasciate dalla FIA e dai promotori del WRC, le vetture Rally1 saranno dotate di batterie che dovranno supportare il motore elettrico da 100 kW.

La batteria da 3.9 kWh sarà posta nel retrotreno, vicina all'assale posteriore. Nello stesso pacchetto, racchiuso in una scatola in fibra di carbonio, troverà luogo anche l'inverter, sistema di gestione della batteria, e la MGU da 650V (100 kW/180 Nm).

Le prese d'aria hanno il compito di refrigerare proprio questo gruppo elettrico, in modo tale da mantenerlo alla corretta temperatura e averlo così sempre a disposizione. L'obiettivo è evitare il surriscaldamento del sistema. Questo, infatti, potrebbe generare guasti e, nella prossima stagione, non avere la parte ibrida potrebbe voler dire dover rinunciare a un surplus di potenza non indifferente in quanto sarà usata non solo nei trasferimenti e nelle Super Speciali, ma in tutte le prove delle manifestazioni WRC.

Nel corso dello sviluppo delle vetture è stato chiaro come le narici siano destinate a lasciare spazio a prese d'aria si molto vistose e grandi, ma incastonate nella carrozzeria, così da mantenere alla giusta temperatura d'esercizio il motore elettrico, la batteria e l'inverter.

Le soluzioni iniziali adottate dai team hanno avuto l'obiettivo di capire quanta aria dovesse essere condotta al pacchetto del motore elettrico per poterlo far funzionare correttamente in tutte le condizioni. Non a caso sulla Ford Puma Rally1 le narici sono sparite, lasciando spazio a prese d'aria molto simili a quelle che usano le vetture RallyCross elettriche.

Il sistema di raffreddamento del sistema ibrido delle Rally1 non ha solo il compito di mantenere alla giusta temperatura il pacchetto elettrico. Come abbiamo detto prima, le vetture di nuova generazione saranno sprovviste di diffusore posteriore, con una perdita significativa di carico aerodinamico al retrotreno.

Il raffreddamento, dunque, andrà a intervenire proprio sul carico aerodinamico, così da cercare di recuperare parte della downforce persa. Su tutte e tre le vetture Rally1 è presente un punto in cui viene dissipata l'aria calda dal retrotreno.

La stessa idea è stata proposta in tre modi differenti. Hyundai e Toyota hanno creato una finestra nella parte più bassa del fascione posteriore, mentre M-Sport ha preferito creare una finestra simile, ma più alta, spostando così il terminale di scarico sulla destra (foto sotto).

Queste soluzioni hanno il compito di creare carico aerodinamico combinando l'aria calda proveniente dal retrotreno e l'energia dell'aria estratta dal fondo della vettura. Questo porta a una rimozione rapida dell'aria nella parte posteriore delle vetture e una pressione inferiore, generando così più carico aerodinamico al posteriore.

Insomma, una soluzione ancora in fase di studio e che, qualora dovesse essere approvata, andrà a mettere una pezza sulla perdita del diffusore posteriore ancora oggi in uso. Probabilmente, però, i team andranno ad affinare questa idea test dopo test, per cui siamo solo alla fase embrionale di uno stratagemma che i team hanno adottato per aiutare i piloti nella guida delle nuove Rally1. Una rivoluzione che guarda al passato, ma che costringerà gli ingegneri a sfruttare ogni limite possibile per realizzare vetture competitive. Al di là della meccanica, al di là dei costi.

Il pacchetto elettrico pesa 95 chili

Di recente, grazie alla presentazione del prototipo Puma Rally1 Hybrid di M-Sport, abbiamo potuto apprendere più informazioni riguardo il pacchetto del motore elettrico realizzato da Compact Dynamics sulla base di quello LMP1 già realizzato diversi anni fa.

Il sistema sarà raffreddato sia ad aria che a liquido, il tutto raccolto in una scatola di carbonio che ha il compito di evitare guai in caso di incidente o di urto di grande entità.

Il pacco batterie potrà essere ricaricato non solo sfruttando la frenata della vettura nel corso delle prove e del trasferimento, ma anche grazie a una fonte d'alimentazione esterna. La ricarica completa in queste condizioni si realizzerà in 25 minuti, mentre il peso complessivo del pacco ibrido che comprende propulsore elettrico da 100 kW, inverter e batterie pesa 95 chilogrammi.