Cómo es la revolución de la unidad de potencia de Ferrari

Ferrari ha iniciado una nueva era. Con el debut del innovador sistema híbrido en el coche de Charles Leclerc en Sochi, el equipo del Cavallino Rampante no sólo está experimentando con soluciones útiles para la unidad de potencia de 2022, que en el banco de pruebas están funcionando en términos de fiabilidad, sino que también está recopilando información vital sobre el desarrollo de nuevas tecnologías.

En Maranello se empeñan en subrayar que el salto de rendimiento no es nada sensacional (siempre se ha dicho que alrededor de diez caballos, o un solo digito), pero el paso es fundamental porque abre una nueva vía de investigación que será muy útil desarrollar de cara a la congelación del motor del año que viene, que tendrá una vida de hasta 2024.

Charles Leclerc, Ferrari SF21 en el GP de Rusia.

Photo by: Charles Coates / Motorsport Images

En el departamento de motores, dirigido por Enrico Gualtieri se trabaja en dos frentes: por un lado se desarrolla el motor turbo de seis cilindros Superfast, diseñado por Wolf Zimmermann en colaboración con AvL, y por otro, se ha homologado el nuevo ERS, que se montó en el 065/6 en Rusia.

La Scuderia ha desarrollado una nueva tecnología en cuanto a las baterías, pasando de la tradicional batería de iones de litio con electrolito líquido o una de gel de estado sólido. Honda dio la campanada con la adopción de un nuevo acumulador sólo en la unidad de potencia de Max Verstappen en Spa-Francorchamps: los ingenieros japoneses hablaron de un proyecto que costó tres años de estudio y que, a juzgar por los resultados los acercó al potencial eléctrico de Mercedes.

Detalle de la batería desarrollada por Honda para Red Bull y montada en el coche de Sergio Pérez.

Photo by: Giorgio Piola

En Maranello han trabajado en la misma dirección con menos énfasis, introduciendo la batería que adopta el electrolito de estado sólido, una tecnología que Toyota planea introducir en sus primeros modelos de producción.

Las baterías de iones de litio, antigua tecnología utilizada en el motor Ferrari, se calientan: absorben calor durante la carga y producen un aumento de la temperatura cuando se descargan. Normalmente, las células no deben cargarse por encima de los 45 grados y descargarse por encima de los 60-70 grados.

No es casualidad que para estabilizar la temperatura de esta pieza se utilice un sistema de refrigeración para evitar lo que se conoce como desbordamiento térmico, que puede provocar un incendio o una explosión en la batería.

El electrolito puede reaccionar con otros elementos de la célula para crear gases que aumentan la presión interna y generan más calor; esto trae como consecuencia una pérdida de eficiencia y también daños. Con la nueva batería, estos efectos negativos pueden controlarse más fácilmente y, por lo tanto se puede pensar en obtener mayor rendimiento.

Las ventajas son tales que el radiador del ERS puede ser más pequeño, lo que también supone una ventaja desde el punto de vista aerodinámico, pero los beneficios más importantes provienen de una batería de menor volumen pero con mayor densidad energética: en definitiva, se pueden almacenar muchos más kW.

En las soluciones que no están relacionadas con la competencia, el valor medio va de 250 Wh/kg para las células de electrolito líquido a unos 400 Wh/kg para las células de estado sólido, pero es concebible que estas cifras hayan llegado más lejos en la Fórmula 1.

La batería de estado sólido también proporciona una carga más rápida, por lo que en la unidad de potencia de Leclerc hay menos recortes ya que la energía eléctrica se puede repartir en un tiempo de vuelta más largo.

Telemetría que compara los datos de los coches de Carlos Sainz y Charles Leclerc en Rusia.

Photo by: Matteo Bobbi

Hasta antes de la carrera en Rusia, Ferrari utilizaba una batería de bajo voltaje (alrededor de 400 voltios), pero con el nuevo sistema ha pasado a una de alto voltaje (800 voltios) que está en línea con Mercedes (que siempre la ha adoptado) y Honda.

Este aumento ha necesitado de un gran trabajo en el aislamiento para imponer nuevos criterios de seguridad y evitar la dispersión de las descargas, pero ofrece importantes ventajas porque el amperaje se reduce: esto significa que el sistema puede tener cables y conectores más pequeños porque el ERS trabaja a menos temperaturas que antes.

Así pues, además de la reducción del volumen de la batería, el ahorro de peso del sistema híbrido y la miniaturización de los elementos se puede medir en torno a los 2 kg. El inversor ha sido obviamente rediseñado, al igual que todo el sistema eléctrico: el Ferrari de efecto suelo se beneficiará de un embalaje de la unidad de potencia mucho más compacto y extremo.

Ahora será más fácil entender el alcance del cambio técnico que se está produciendo en el Cavallino Rampante: la necesidad de sacar a la pista el nuevo híbrido no era tanto la de contar con una docena de caballos más para intentar contrarrestar a McLaren en la lucha por el tercer puesto del campeonato de constructores, pero era más importante ganar experiencia en la pista con una tecnología innovadora y aún no madura, buscando los méritos y defectos de un sistema que está en plena evolución.

Todo el mundo está trabajando en la parrilla para mejorar: Mercedes fue la primera en llegar, mientras que ahora será interesante ver si se produce un cambio de valores con nuevas soluciones que puedan contribuir al progreso de la movilidad en las calles.