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Come funziona l’ERS in Formula 1: energia e potenza in tempo reale

Norris sul rettilineo

La Formula 1 è da sempre la massima espressione della tecnologia applicata al motorsport. Ogni dettaglio, ogni innovazione, ogni sistema che compone una monoposto è progettato per ottimizzare al massimo le prestazioni. Tra le innovazioni più rilevanti degli ultimi anni c’è senza dubbio il sistema ERS, acronimo di Energy Recovery System, ovvero sistema di recupero dell’energia.

Cos’è l’ERS

L’ERS è molto più di un semplice sistema ausiliario. È diventato un elemento centrale della Formula 1 moderna, capace di influenzare profondamente non solo le prestazioni delle monoposto, ma anche la filosofia stessa della competizione. Recuperare energia, usarla in modo intelligente, massimizzare l’efficienza: sono concetti che definiscono il presente e il futuro di questo sport. Nell’epoca delle power unit ibride, il successo in Formula 1 passa anche – e soprattutto – dalla gestione dell’energia.

Introdotto nel 2014, l’ERS ha rivoluzionato il concetto stesso di “motore” in Formula 1, trasformandolo in un’unità ibrida capace di produrre potenza supplementare e migliorare l’efficienza energetica della vettura.

Il sistema ERS è l’evoluzione diretta del KERS (Kinetic Energy Recovery System), introdotto nel 2009 e utilizzato per recuperare energia cinetica durante la frenata. Il KERS forniva circa 80 cavalli per un massimo di 6,7 secondi al giro. Con il passaggio all’ERS, la potenza è aumentata fino a 160 cavalli per circa 33 secondi a giro, rendendo il sistema molto più influente sulle prestazioni e sulle strategie di gara. Inoltre, non si tratta più solo di recupero dell’energia cinetica, ma anche di quella termica, proveniente dai gas di scarico del motore. (CONTINUA DOPO LA FOTO)

Verstappen ad Imola
Max Verstappen (NDL) Oracle Red Bull Racing RB18 Honda on trac during the F1 Grand Prix of Emilia Romagna at Autodromo Enzo e Dino Ferrari on April 24, 2022 in Imola, Italy. (Photo by Arthur Thill ATPImages/Getty Images)

Come funziona

Il cuore del sistema ERS si compone di due generatori/motori elettrici: l’MGU-K (Motor Generator Unit – Kinetic) e l’MGU-H (Motor Generator Unit – Heat). Il primo è responsabile del recupero di energia in frenata. Quando il pilota frena, l’MGU-K entra in azione e cattura parte dell’energia che altrimenti andrebbe dissipata sotto forma di calore, trasformandola in energia elettrica da immagazzinare nella batteria. Quando la vettura accelera, lo stesso componente agisce da motore elettrico, restituendo l’energia alla vettura sotto forma di potenza supplementare.

L’MGU-H, invece, è collegato al turbocompressore e recupera l’energia termica dai gas di scarico. Questa componente è ancora più sofisticata, perché può reindirizzare l’energia prodotta direttamente al motore elettrico o accumularla nella batteria. Una delle sue funzioni principali è quella di mantenere in rotazione il turbo anche quando il pilota solleva il piede dall’acceleratore, eliminando il ritardo nella risposta del motore (il cosiddetto turbo lag) e rendendo più fluido e reattivo il comportamento della vettura. (CONTINUA DOPO IL VIDEO)

Il tutto è coordinato da una centralina elettronica, che controlla in tempo reale l’intero sistema ERS, decidendo quando recuperare e quando rilasciare energia, in base alle condizioni di gara, alla mappa motore selezionata dal team e alle scelte del pilota. Le squadre programmano diverse modalità di utilizzo dell’ERS: dalla modalità “None”, in cui si recupera ma non si distribuisce energia, a “Hotlap” o “Overtake”, che permettono l’erogazione massima per i giri veloci in qualifica o nei momenti cruciali della gara, come un sorpasso.

Al centro del sistema ERS si trova l’Energy Store, la batteria agli ioni di litio che immagazzina l’energia recuperata. Può contenere fino a 4 megajoule di energia, ma il regolamento limita l’uso a 2 megajoule per ogni giro, mentre l’MGU-K può fornire un massimo di 120 kilowatt (circa 160 cavalli) per 33,3 secondi per giro. Queste limitazioni impongono una gestione tattica dell’energia disponibile, che può fare la differenza tra un attacco riuscito e una difesa efficace.

I vantaggi dell’ERS

Il contributo dell’ERS in termini di performance è cruciale. In una gara come il Gran Premio del Belgio, con lunghi rettilinei e grandi accelerazioni, un corretto utilizzo dell’ERS può garantire velocità di punta sensibilmente più elevate rispetto a chi lo gestisce in modo meno efficiente. Ecco perché la strategia energetica è diventata una parte fondamentale della pianificazione di un weekend di gara. Non si tratta più solo di gestire pneumatici e carburante, ma anche di sapere quando e come usare quei preziosi secondi di potenza aggiuntiva.

Oltre al vantaggio prestazionale, il sistema ERS contribuisce in modo significativo a ridurre i consumi. Le attuali power unit della Formula 1, che combinano il motore termico V6 turbo ibrido con il sistema ERS, sono in grado di generare più di 1000 cavalli totali con un’efficienza termica superiore al 50%, un valore impensabile per qualsiasi auto di produzione. Questo significa che oltre la metà dell’energia contenuta nel carburante viene effettivamente trasformata in potenza, mentre il resto è minimizzato grazie ai recuperi energetici. (CONTINUA DOPO LA FOTO)

McLaren di Norris
ABU DHABI, UNITED ARAB EMIRATES – DECEMBER 08: Lando Norris of Great Britain driving the (4) McLaren MCL38 Mercedes on track during the F1 Grand Prix of Abu Dhabi at Yas Marina Circuit on December 08, 2024 in Abu Dhabi, United Arab Emirates. (Photo by Mark Thompson/Getty Images)

Cosa cambia per i piloti

Dal punto di vista del pilota, la gestione dell’ERS è diventata una vera e propria disciplina. Sul volante ci sono manettini e comandi specifici per cambiare modalità, ricaricare la batteria, attivare la modalità di attacco o risparmio. I team forniscono istruzioni via radio per ottimizzare ogni giro in base al consumo e alla posizione in pista. In qualifica, si usa l’intero potenziale dell’ERS per massimizzare la potenza disponibile, mentre in gara è comune alternare fasi di ricarica e di rilascio per mantenere costante la disponibilità energetica.

Ciò ha anche introdotto nuovi scenari tattici. Per esempio, un pilota può “caricare” la batteria nei giri precedenti per preparare un attacco al giro successivo. Oppure può scegliere di usare tutta l’energia in uscita da una curva chiave per impedire un sorpasso. La difesa e l’offesa non dipendono più solo dalla trazione o dalla velocità in curva, ma anche dalla capacità di “dosare” elettricamente la potenza.

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