Pensare ad un’unità motrice composta da un motore endotermico (a combustione interna) e da due motori elettrici, che fungono anche da generatori, comporta qualche “attimo” per prendere confidenza con questa realtà. Proviamo a capire come funziona una Power Unit
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I 3 elementi principali che compongono la parte elettrica di una power unit ibrida
Mgu-H, il motogeneratore connesso, tramite un alberino al turbocompressore di cui sfrutta la rotazione nella fase di recupero dell’energia, cioè quando opera come generatore. Mgu-K, il motogeneratore cinetico, connesso direttamente al motore endotermico tramite una cascata di ingranaggi, recupera energia in fase di frenata, immagazzinandola nel terzo elemento ovvero la batteria. In realtà ci sarebbe un quarto elemento, la centralina di controllo che di fatto gestisce le fasi di recupero dell’energia di entrambi i motogeneratori, e quella di rilascio, ovvero quando le Mgu, fungono da motori elettrici.
Nella fase di rilascio, la Mgu-H fa variare, la rotazione del turbocompressore, aumentandola o diminuendola a seconda dell’esigenza del momento. Analogamente l’Mgu-K in fase di rilascio dell’energia precedentemente recuperata, la trasferisce direttamente al motore endotermico, sotto la forma di potenza supplementare sino ad un massimo di 120Kw, pari a 163 Cv circa.
Come funziona il sistema? Le fasi di recupero e di rilascio
Ma nel corso di un giro di pista, a cosa corrispondono queste fasi, e come interagiscono tra loro, i due motogeneratori e la batteria (energy storage)? È lapalissiano che un giro di pista sia, di fatto, costituito dall’alternanza di fasi di piena accelerazione, nei tratti rettilinei, iniziando dopo l’uscita da ciascuna curva, e quella di frenata, che ovviamente ha il suo inizio prima dell’ingresso in curva.
Nella fase di accelerazione, il contributo di entrambe le Mgu, è nella loro modalità di motori elettrici, con la batteria in modalità di rilascio energetico. In pratica, la Mgu-H, utilizzando l’energia proveniente dalla batteria, aumenta il regime di rotazione del turbocompressore, per ridurre il ritardo della risposta in accelerazione (turbo lag), mentre la Mgu-K trasferisce al motore endotermico, progressivamente, la potenza supplementare precedentemente citata. In questa fase, quindi, l’energia della batteria diminuisce drasticamente. A pieno regime, dunque con il regime di rotazione del turbo al massimo, la centralina elettronica inverte la modalità della Mgu-h da motore a generatore, che sfruttando la rotazione della turbina produce energia, recuperata nella batteria. Questa fase, intuitivamente, varia a seconda della lunghezza dei rettilinei.
Iniziando, invece, la fase di frenata, l’apporto energetico della Mgu-H, cessa, lasciando il compito del recupero alla Mgu-K. Questa ,ora, recupera l’energia cinetica dai freni posteriori, che altrimenti sarebbe persa durante la frenata, fungendo peraltro anche da freno motore, riducendo i giri del propulsore endotermico. L’energia recuperata e trasferita alla batteria tramite la Mgu-K in un giro, varia a seconda del numero di frenate presenti in un tracciato, e comunque per regolamento non può essere superiore a 2MJ (megajoules) pari alla metà della capacità di carica massima della batteria, fissata per regolamento in 4MJ ogni giro.