Il futuro dell’auto elettrica deve passare anche attraverso il deserto. E a farlo ha pensato Audi che ha concluso la sua prima Dakar con la RS Q E-tron, prima auto a trazione elettrica ad aver corso il famoso rally raid che si è tenuto per il terzo anno consecutivo in Arabia Saudita, dal I al 14 gennaio. L’Audi aveva annunciato la sua nuova avventura tecnologica e sportiva alla fine del novembre 2020, abbandonando contestualmente il DTM e la Formula E.
Un dreamteam assoluto
Poco dopo erano stati presentati i piloti, un vero dreamteam: lo spagnolo Carlos Sainz (2 titoli mondiali rally e 3 volte trionfatore alla Dakar), lo svedese Mattias Ekström (2 titoli DTM e un mondiale Rallycross) e soprattutto il francese Stephane Peterhansel, vincitore di ben 14 edizioni, 6 delle quali in moto e 8 in automobile. Palmares che gli ha fruttato il sacrosanto soprannome di “Mister Dakar” perché nessuno ha vinto quanto e come lui in questa corsa.
L’affidabilità che non ti aspetti
La Dakar 2022 è stata vinta da Yasser Al-Attiyad su Toyota Hilux e le tre Audi RS Q E-tron sono arrivate nona, dodicesima e 57ma in classifica, ma hanno vinto 4 tappe su 12 e conquistato 10 podi. Dunque grande velocità e nessun problema al sistema di trazione elettrica ricaricato a bordo da un motore a scoppio. Un risultato al di là di ogni rosea aspettativa che poteva essere assai migliore se nei primi giorni di gara Sainz e Peterhansel non avessero compiuto grossi errori di navigazione e a manifestare problemi di affidabilità non fossero state, contro ogni previsione, le componenti più tradizionali del prototipo tedesco: le sospensioni.
Le prestazioni fanno già paura
L’efficacia della vettura è rimarcata dal fatto che tutti e 3 i piloti hanno vinto almeno una tappa (Sainz l’unico a vincerne 2) e con due doppiette. La RS Q E-tron ha dunque un potenziale enorme che fa già paura. David Richards ha detto senza mezzi termini: occorre che la Fia fermi l’Audi altrimenti ucciderà la Dakar perché tutti sanno che le Audi sono molto più veloci. Richards è una vecchia volpe del motorosport, è patron della Prodrive e del team BRX che ha schierato la Hunter T1 con piloti di primo piano come Loeb (9 titoli mondiali rally consecutivi), Roma e Terranova che hanno vinto tappe e ben figurato in classifica finale.
Non sono da prendere alla leggera
Richards sa dunque quello che dice e ha parlato anche per altri dopo aver visto da vicino le Audi. Tale superiorità è frutto evidentemente di ragioni tecniche che analizzeremo tra poco. E questo nonostante le RS Q E Tron siano molto più pesanti delle concorrenti e distanti 150-200 kg dal limite regolamentare di 2.000 kg. Solo da quest’anno auto ibride ed elettriche sono state ammesse per la Dakar che guarda anche al futuro. Dal 2026 infatti ci sarà la nuova classe Èlite per veicoli a basse emissioni e nel 2030 l’energia prodotta al bivacco (compresa quella ricaricare le auto) dovrà provenire da energie rinnovabili.
Mentre l’idrogeno fa capolino
Intanto l’idrogeno ha già fatto la sua prima comparsa con l’H2 Racing Truck sponsorizzato dall’Aramco. La compagnia petrolifera nazionale dell’Arabia Saudita ha già un accordo con la Hong Kong InterContinental Energy per produrre 2,9 milioni di tonnellate di idrogeno (verde e blu) entro il 2030 e salire a 4 milioni nel 2035. Dunque il paese saudita punta con decisione all’idrogeno e la Dakar potrebbe trovare nel vettore energetico la sua tecnologia di elezione viste le sue caratteristiche: lunghe distanze abbondanza di sole per produrre energia elettrica da convertire in idrogeno tramite elettrolisi.
Un prototipo a ruote alte
Ma vediamo come è fatta la RS Q E-Tron. Esternamente, l’elemento saliente è lo studio aerodinamico. La grande pinna e l’attenta sagomatura di prese e sfoghi rimandano ai prototipi da pista. La forma generale ricorda la Odissey, l’auto con la quale si corre la Extreme E, e sulla carrozzeria non appaiono sponsor. La vettura è lunga 4,5 metri, alta 1,95 e, per regolamento, larga 2,3 metri. Le ruote con cerchi da 17 pollici montano pneumatici con circonferenza esterna di 37 pollici e battistrada largo 320 mm. Le sospensioni hanno un’escursione limitata a 350 mm e un solo ammortizzatore per ruota. L’altezza da terra è di oltre 30 cm.
A prova di bomba
La carrozzeria è in CFRP (fibra di carbonio rinforzata con fibra di vetro) e il telaio è un reticolato in tubo di acciaio al cromo-vanadio-molibdeno. A rinforzo e protezione, ci sono pannelli in fibra di carbonio, Kevlar e Zylon. Il serbatoio è protetto da un guscio in un sol pezzo di fibra di carbonio e si trova alle spalle dell’abitacolo. La batteria è invece alloggiata invece sotto e nel tunnel. Racchiusa in una scatola di alluminio, sopra è protetta da un guscio in carbonio, sotto da una piastra di alluminio e un pannello con struttura a nido d’ape in carbonio con l’interposizione di uno strato in schiuma per assorbire i colpi.
Superprotezione per la batteria
La batteria agli ioni di litio ha una capacità utile di 52 kWh, funziona a 800 Volt e pesa 370 kg. Le celle (fornitore non svelato) sono cilindriche, come Tesla, dunque diverse da quelle a sacchetto e prismatiche che Audi impiega sulle vetture di serie. I motivi di tale scelta sono probabilmente tre: densità di potenza, resistenza (anche strutturale) e raffreddamento. A questo scopo, viene utilizzato il Novec della 3M, un liquido dielettrico a base di idrofluorotere che ha anche proprietà ignifughe. Dunque è probabile che le celle siano immerse in questo fluido. Tecnica simile è impiegata dalla McLaren Speedtail.
Raffreddamento moltiplicato 6
La RS Q E-Tron ha ben 6 circuiti di raffreddamento: batteria, motori elettrici, climatizzazione abitacolo, motore a scoppio, aria di aspirazione e infine anche servosterzo e sistema di sollevamento. Quest’ultimo circuito provvede a tenere costante la temperatura della pompa del servosterzo idraulico, sottoposta a notevoli sollecitazioni, inoltre può essere utilizzato per sollevare la vettura in caso di foratura. Da quest’anno le vetture possono portare con sé solo due ruote di scorta. La presa d’aria superiore a periscopio porta l’aria all’aspirazione, ad alcuni scambiatori e anche agli ammortizzatori, anch’essi super stressati.
I motori elettrici dalla Formula E…
E veniamo ai motori. L’Audi qui ha preso suoi fondi di magazzino, si fa per dire. Quelli elettrici sono infatti gli MGU05 a 6 fasi sviluppati per l’ultima stagione di Formula E. Integrano l’inverter al carburo di silicio con un peso di meno di 35 kg. La trasmissione è monorapporto 20:1 e il differenziale è autobloccante. Può superare i 20.000 giri/min, ha un rendimento di oltre il 97% e può erogare tranquillamente 250 kW con una coppia (stimata) di circa 800 Nm. Sulla RS Q E-tron sono stati notevolmente placati perché la potenza massima di trazione è limitata a 288 kW. Lo è anche la velocità massima a 170 km/h.
…E il 4 cilindri dal DTM
Sulla vettura per la Dakar ne servono tre: due per la trazione (uno per ogni assale) e uno è collegato direttamente al motore a scoppio. Anche qui parliamo di un prezioso cimelio. Trattasi infatti del 4 cilindri 2 litri turbo ad iniezione diretta con il quale Audi ha vinto il DTM (Deutsche Tourenwagen) nel 2020. Pesa solo 85 kg e e nella versione da pista è montato longitudinalmente, eroga 450 kW e gira fino a 9.500 giri/min. In versione Dakar invece è montato trasversalmente alle spalle del serbatoio e dell’abitacolo, è stato “placato” a 220 kW e gira a regime fisso in un arco compreso tra 4.000 e 6.500 giri/min.
L’efficienza si pesa
In entrambi gli utilizzi dimostra la sua efficienza. Nel primo denuncia un consumo di 90 kg di benzina all’ora, pari a meno di 150 g per ogni cavallo ogni ora. Nel secondo dichiara di consumare 200 g/kWh dunque, teoricamente sono necessari circa 10 kg di benzina (poco più d 14 litri) per ricaricare la batteria da zero. In realtà non deve mai farlo. La batteria è ricaricata esternamente prima di ogni tappa e il motore entra in azione per mantenere lo stato di carica ad un livello ottimale per assicurare che le prestazioni e la risposta dei motori elettrici sia ottimale e costante, ogni volta che il pilota preme l’acceleratore.
La semantica dell’elettrificazione
Dunque si tratta di ibrido in serie, elettrico ad autonomia estesa o, come dicono, in Audi “elettrico con convertitore”? Le sfumature creano sovrapposizioni semantiche tra le 3 definizioni. Di sicuro l’unico motore di trazione è elettrico e il motore a scoppio allunga l’autonomia permettendo di percorrere tappe di oltre 800 km con un serbatoio da 295 litri contro i 500 e oltre delle altre concorrenti. Vuol dire un’efficienza globale maggiore del 40%. Sicuramente la batteria è l’unica fonte di potenza per i motori e non ha bisogno, come in altri ibridi in serie, del motore a scoppio per erogare il massimo.
Il rombo part-time
Dunque la prima definizione è la meno calzante (non esistono ibridi plug-in solo in serie) e la seconda lo è di più, ma non dice tutto. Almeno per chi conosce come funzionano le batterie e sa che lo stato di carica ne condiziona voltaggio e potenza. Ecco perché, secondo la stessa testimonianza di tecnici e piloti, il motore a scoppio rimane acceso per la metà del tempo in ogni tappa e praticamente sempre quando si affrontano le dune. E quando il sistema non lo fa automaticamente, il navigatore ha la facoltà di intervenire manualmente perché il pilota evidentemente avverte la differenza di potenza in base allo stato di carica.
Elettrizzante sulle dune
E sono proprio sulle dune che, secondo i piloti, la trazione elettrica si dimostra nettamente superiore a quella termica assicurando, grazie alla ripartizione continua sui due assali, un comportamento entusiasmante. «Da quando guido la RS Q E-Tron ho cambiato idea sull’elettrico» ha detto Stephane Peterhansel il quale ha affermato che gli effetti benefici si avvertono anche in rilascio e frenata. Il recupero di energia, gestito dall’impianto frenante by-wire, arriva fino a 200 kW e viene ripartito sui due assali in modo continuo così da permettere un bilanciamento perfetto anche sulla sabbia.
Quelle strane sensazioni
«Ogni volta che rallento mi accorgo che recupero tanta energia» ha detto mister Dakar confermando che l’elettrificazione apre le porte ad una nuova forma di soddisfazione quando si guida. Una forma “di ritorno” visto che i primi ad apprezzarla sono stati gli utenti normali e solo adesso un pilota come il francese ne percepisce il significato. Allo stesso modo non stupisce che Mister Dakar si lamenti della rumorosità del 4 cilindri, proprio come chi guida un’auto ibrida. A dare “fastidio” sono il contrasto con l’elettrico e la disconnessione tra regime e velocità, non tanto in accelerazione o in velocità quanto in frenata.
Automatismi già decisi
Il sistema di erogazione e ripartizione di coppia e potenza è automatico con curve di intervento che sono state messe a punto in fase di collaudo e non possono essere cambiate durante la corsa. Il sistema agisce in funzione della velocità: quanto più cresce in accelerazione, le ruote posteriori ricevono più spinta; quanto è inferiore la velocità, sono le ruote anteriori a esercitare maggiore trazione. Così aumenta la motricità, si ottimizza il consumo di energia e in fase di rallentamento il retrotreno si alleggerisce al punto giusto: poco in velocità in modo da non oscillare, di più ad andatura più bassa così da favorire gli inserimenti in curva.
Meno potenza, più massa
La RS Q E-tron ha una potenza inferiore di 10 kW rispetto ai mezzi a trazione “termica” e, calcolando il suddetto aggravio di peso, lo svantaggio in termini di rapporto peso/potenza è almeno il 10%. Va detto però che l’Audi carica 200-250 litri in meno di carburante, e calcolando che una benzina commerciale ha una densità intorno a 0,7 kg/litro, alla partenza sono praticamente pari. Il baricentro è invece molto più basso: un vantaggio sui curvoni veloci, dove è meno evidente la maggiore inerzia, e sugli avvallamenti allontanando i pericolo di ribaltamento. Secondo Audi, un aggravio di 100 kg costa 1,8 secondi al chilometro.
La dieta che conosciamo
Dunque i termini di confronto e le problematiche sono praticamente pari a quelli delle auto di serie. Nel caso della E-Tron hanno giocato due fattori: la complessità e il tempo. Per il primo, l’affidabilità del sistema è stata assoluta quanto sorprendente, agevolata anche dal clima particolarmente fresco, con la presenza di pioggia e persino di neve. Ora ci sono un anno in più e tutti i dati di gara per rendere la RS Q E-tron ancora più forte. Le due aree dove lavorare sono evidentemente la batteria e il motore a scoppio. Quest’ultimo ha già caratteristiche estreme e sovrabbondante, dunque se ne può ipotizzare uno più piccolo e leggero.
Un nuovo equilibrio
Anche per mettere a dieta la batteria i tecnici tedeschi dovranno ricorrere a qualcosa di diverso trovando il giusto equilibrio tra energia, potenza e apporto del motore a scoppio. In Audi avevano anche pensato ad utilizzare biocarburanti per abbattere l’impatto di CO2, ma anche in questo caso il tempo è stato tiranno. Se ne potrebbe parlare l’anno prossimo. Altro campo di intervento potrebbe essere la gestione predittiva dell’energia, ma occorrerebbe che il sistema di navigazione sia programmabile in pochi minuti. I road book infatti vengono consegnati agli equipaggi solo al mattino prima della partenza e sono ancora cartacei.
L’elettrificazione corre e correrà
Di sicuro è iniziato un altro capitolo della elettrificazione del motorsport. Un processo che, nonostante i mugugni dei nostalgici, sta andando avanti spedito offrendo sempre nuovi spunti tecnici e sportivi. Sarà dunque interessante vedere la reazione dei concorrenti alla Dakar del prossimo anno, prima di tutte quella di Toyota che quest’anno ha vinto e non vorrà lasciare ad Audi il monopolio dell’elettrificazione in questa corsa dove il deserto è il simbolo dell’ignoto: per trovare qualcosa di nuovo, anche riguardo a se stessi, bisogna attraversarlo.
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