Fórmula E Mais do que a motorização elétrica: desenvolvimentos internos no BMW iFE.18

A engenharia de um carro elétrico de corrida

O BMW iFE.18, com o qual a equipa da BMW i Andretti Motorsport venceu a corrida de abertura da 5ª temporada do campeonato ABB FIA Formula E, contém muitos soluções tecnológicas essenciais desenvolvidos internamente na BMW, além das estrutura padrão estipuladas nos regulamentos. 

autonews.pt @ 4-1-2019 19:05:11

O mais óbvio é o sistema de motorização/transmissão que a marca apelida de eDrive01. No entanto, os engenheiros da BMW i Motorsport tinham muitas outras áreas para aplicar seu know-how. No texto que se segue pode ficar com uma visão geral dos desenvolvimentos técnicos do construtor.

Sistema de suspensão e estrutura traseira 

Tal como no sistema de motorização/transmissão, a suspensão e estrutura traseira são as duas áreas onde os engenheiros da BMW i Motorsport tiveram maior margem de manobra para seus próprios desenvolvimentos.

Enquanto o chassi, a bateria e os pneus são peças padrão da Fórmula E iguais para todas as equipas em competição, por forma a conter os custos gerais do carro, os engenheiros da BMW i Motorsport projetaram a partir do zero o eixo traseiro, incluindo suspensão e amortecedores, e integraram o sistema de motorização na parte traseira do carro.

Como cada motorização/transmissão tem suas próprias características diferenciadas, cada equipa é responsável por integrar o sistema de tração na estrutura traseira dos carros e também tem que encontrar uma configuração de arrefecimento adequado para um carro de alta performance.

A equipa pode configurar para cada corrida os parametros no chassi do BMW iFE.18, tais como taxas de tensão, barras estabilizadoras, percurso e ângulos. Esta configuração do chassi desempenha um papel importante na obtenção da máxima aderência mecânica nas superfícies asfaltadas dos circuitos urbanos, alguns dos quais são muito irregulares em comparação com o piso de circuito de velocidade. 

Também é importante que tanto o chassi quanto a estrutura traseira sejam robustos o suficiente para lidar com toques mais agressivos entre carros e contato potencial com as barreiras nos circuitos de rua usados ​​na Fórmula E.

O chamado processo de Design Generativo foi usado no desenvolvimento de vários componentes. Isso permitiu derivar diretamente o design dos componentes dos computadores para a experiência real, incorporando a experiência e o conhecimento dos engenheiros da BMW i Motorsport para depois produzir os componentes do alumínio usando um procedimento de impressão 3D. 

No caso de outros componentes, essa combinação de know-how e tecnologia possibilitou a integração muito eficiente de várias funções, como nos circuitos de arrefecimento, recorrendo a um conjunto limitado de peças.

Os muitos anos de experiência possuídos pelos engenheiros da BMW i Motorsport no desenvolvimento e produção de plásticos reforçados com fibra contribuíram significativamente no projeto de execução da estrutura traseira. 

A estrutura não é apenas muito leve, mas a estrutura recebeu de forma direta uma ampla gama de funções de dinâmica estrutural. Os requisitos de carga de colisão das autoridades desportivas também foram acautelados íntegra e passaram sem dificuldades nas inspeções técnicas.

Sistema de travagem por “fios”/eletrónica

Outro grande desenvolvimento interno da BMW é o sistema eletrónico de travagem por “fios” ou seja de gestão eletrónica do sistema de controle de inércia do carro. 

A introdução deste sistema representa um grande passo tecnológico para a Fórmula E  elevando-o para o mesmo nível da Fórmula 1 e a categoria LMP1 no Campeonato Mundial de Endurance da FIA. 

A partir desta 5ª temporada, o travão por “fios”/eletrónica controla a relação entre a força de frenagem mecânica, quando o piloto utiliza o pedal de travagem, e o efeito de travagem que resulta pela captação da energia do motor resultante da desaceleração e a travagem 

Quando o motor recupera energia do processo de travagem durante a corrida, no essencial funciona como um travão adicional no eixo traseiro do carro. Anteriormente, os pilotos tinham que ajustar manualmente o equilíbrio dos travões para encontrar o ponto certo resultante da travagem exercida pelo próprio motor. 

A eletrónica do BMW iFE.18 agora executa esse equilíbrio sem intervenção do piloto que se pode concentrar noutras tarefas de condução.

A integração do sistema de travagem por “fio” e, acima de tudo, o software desenvolvido pelos engenheiros da BMW i Motorsport aumentam significativamente o potencial de regeneração – ou seja a quantidade máxima de energia que pode ser levada de volta para a bateria durante a travagem. 

Encontrar a melhor configuração possível deste software é crucial para poder percorrer toda a distância da corrida com a máxima potência da bateria, respeitando a quantidade de energia permitida pelos regulamentos. 

Na prática, para ultrapassar este desafio requer que os engenheiros obtenham a melhor relação possível entre velocidade e a geração de energia. A tarefa é calcular uma otimização de tempo de corrida com a quantidade, limitada, de energia que está disponível. 

Neste processo existe uma trabalho de grande proximidade e cooperação entre os engenheiros no paddock e o piloto - ler os dados e antecipar o que pode vir - para então decidir, em quais fases da corrida é melhor economizar energia e quando é melhor atacar, para conquistar posições ou ganhar distância para os carros que estão mais atrás.

Na listagem seguinte podemos ter uma visão geral dos vários componentes do carro e também dos desenvolvimentos internos da BMW iFE.18:

Peças padrão para todas as equipas:

Chassis  - Tecnologia Spark Racing

Bateria – fabricada pela McLaren

Pneus – fornecidos pela Michelin

Desenvolvimentos BMW:

Sistema de motorização eDrive01

Caixa de engrenagens, diferenciais e eixos de transmissão

Arrefecimento do sistema motriz

Estrutura traseira

Suspensão traseira

Molas, amortecedores e barras estabilizadoras

Sistema adicional de gestão eletrónica do circuito de 12V

Sistema de travagem por “fios”/eletrónica

Software (no carro / fora do carro)

Desenvolvimento de óleo de lubrificação (em conjunto com a Shell)

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