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Indy Mid-Ohio

IndyCar: saiba tudo sobre o motor híbrido que estreia na categoria neste fim de semana

Novo sistema de transmissão aumentará a potência do principal campeonato de monopostos dos Estados Unidos, tanto em ovais quanto em mistos; saiba detalhes

Graham Rahal, Teste Híbrido de Indianápolis

Graham Rahal, Indianapolis Hybrid Testing

Foto de: Penske Entertainment

A IndyCar inaugura uma nova era na rodada deste fim de semana em Mid-Ohio, com o lançamento, no meio da atual temporada, de seu motor híbrido, que foi um esforço de colaboração entre a Chevrolet e a Honda.

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O atual motor V6 2.2 com turbocompressor duplo -- um pilar da categoria -- continua em vigor. Mas, a partir do evento deste fim de semana, ele será combinado com uma Unidade Geradora de Motor (MGU) elétrica de baixa voltagem (48V) e um Sistema de Armazenamento de Energia (ESS) de supercapacitor de 320 Kilojoules por volta -- ambos instalados dentro do alojamento localizado entre o motor de combustão interna (ICE) e a caixa de câmbio -- para formar essa unidade híbrida inédita da IndyCar.

IndyCar Hybrid unit: Energy Storage System on top; Motor Generator Unit below

Unidade híbrida da IndyCar: Sistema de armazenamento de energia na parte superior; unidade geradora de motor abaixo

Foto de: Honda

Como funciona o sistema híbrido da IndyCar

O MGU e o ESS são dois dos quatro principais componentes que formam o Sistema de Recuperação de Energia (ERS), que pesa 42,5 kg e também inclui um conversor DC/DC e um Dispositivo de Controle de Tensão.

Produzido pela Honda Racing Corporation USA (HRC), o ESS é composto por 20 supercapacitores - projetados pela Skeleton - que armazenam a energia que é coletada pelo MGU até ser utilizada pelos pilotos.

A decisão por trás do uso de um supercapacitor em vez de uma bateria (como a usada na classe GTP da IMSA) se deve à sua capacidade de capturar e utilizar a energia mais rapidamente. O ESS - operando com uma tensão operacional máxima de 60 V e 2.000 ampères - é capaz de carregar totalmente e ser acionado em 4,5 segundos.

E é aí que o MGU, produzido pela EMPEL em colaboração com a Chevrolet e a Ilmor, entra em ação, pois captura a energia produzida durante a frenagem e a transforma em eletricidade para ser armazenada no ESS.

Operando a um máximo de 12.000 rpm, o MGU também está ligado ao eixo de transmissão do motor, o que permite que o piloto utilize a energia coletada para obter até 60 cavalos de potência adicionais. Quando combinado com o push-to-pass em traçados mistos, o piloto pode receber mais de 120 cavalos de potência adicionais.

IndyCar Hybrid's MGU

MGU da IndyCar Hybrid

Foto de: Honda

Desenvolvido pela Brightloop, uma empresa com sede em Paris, na França, o conversor CC/CC está localizado na parte traseira e garante que a energia do ESS ou do MGU seja emitida na tensão adequada - 12 V - para o trem de força atual.

"Os sistemas elétricos normais dos carros são de 12 volts", disse o presidente da HRC, David Salters, por meio de um vídeo no canal de YouTube da Honda Racing US.  

"Esse [conversor CC/CC] pega esses 60V, 40V, 50V, o que quer que seja - porque está constantemente subindo e descendo - e fornece 12V estáveis para o cérebro do carro, MGU, todo esse tipo de coisa permanece em 12V".

"É por isso que se chama DC-to-DC; uma voltagem para outra voltagem. Normalmente, essas coisas são duas ou três vezes maiores, mas o tamanho e a embalagem são muito caros, por isso foi feito sob medida para nós."

O Dispositivo de Controle de Tensão é um componente de segurança que modera o sistema, de modo que ele nunca exceda 60V.  

Os componentes se conectam à Unidade de Controle do Motor (ECU), o TAG-400i fornecido pela McLaren Applied, com software adicional definido para ser usado para proteger a sincronia correta entre o ERS e os motores Chevrolet e Honda.

IndyCar Energy Storage System's supercapacitors

Supercapacitores do Sistema de Armazenamento de Energia da IndyCar

Foto de: Honda

A forma como tudo isso funciona na pista de corrida é quando o ERS captura a energia gerada durante a frenagem e a utiliza para carregar os supercapacitores do ESS, um processo conhecido como regeneração.

O piloto pode controlar manualmente esse processo de regeneração de energia, ou ele pode ser moderado automaticamente pela tecnologia. Na regeneração automática, o software ditará o nível definido de regeneração que ocorrerá, enquanto o procedimento manual permitirá que o piloto tenha mais controle sobre o nível de coleta de energia.

Um botão no volante ativa a coleta de energia em uma taxa definida, enquanto o acionamento de uma palheta na parte traseira do volante altera a quantidade de regeneração.

Além disso, a implantação da energia armazenada no ERS é ativada manualmente pelo piloto por meio de um botão no volante. A quantidade de energia armazenada por volta varia de acordo com o comprimento e o tipo de pista.

"Há algumas maneiras de fazer a regeneração", disse Salters. "O piloto pode fazer isso de forma totalmente manual usando os pedais da embreagem, de modo que aumente linearmente a regeneração ao entrar em uma curva ou quando quiser".

"Ou pode ser feito por meio de um software que verifica se o piloto tirou o pé do acelerador e tem limites que indicam o início da regeneração, ou há outro modo em que ele analisa as pressões do freio, analisa os limites e inicia a regeneração."

Sting Ray Robb, AJ Foyt Racing, at Indianapolis Hybrid Testing

Sting Ray Robb, AJ Foyt Racing, no teste híbrido de Indianápolis

Foto de: Penske Entertainment

Como o sistema híbrido da IndyCar funciona em ovais

Embora esse processo se concentre principalmente nas pistas mistas, ele também será empregado nas pistas ovais de alta velocidade da IndyCar.

O modo como funcionará em ovais, como o Indianapolis Motor Speedway, é por meio da retirada do acelerador durante a aceleração, em que ocorrerá a regeneração. Em seguida, o piloto tem a capacidade de usar o impulso extra de energia quando executar uma ultrapassagem.

"Quando você se aproxima de um carro em um oval grande, os pilotos levantam o acelerador quando entram na corrente de ar", disse Salters. "Em um oval curto, eles estão levantando e acelerando o tempo todo, de modo que tudo isso dá margem à regeneração".

"Os pilotos podem decidir o quanto regenerar, de modo que, na próxima vez em que se aproximarem do carro da frente, eles poderão usar e passar."

A potência máxima atual do híbrido é de 60 cv, mas há a possibilidade de o sistema ser atualizado para produzir mais, dependendo da exigência da IndyCar e de seus dois fornecedores de motores. Além disso, o ERS gera 45 Newton-metros de torque.

Marcus Ericsson, Andretti Global, at Indianapolis Hybrid Testing

Marcus Ericsson, Andretti Global, no teste de híbridos em Indianápolis

Foto de: Penske Entertainment

"O piloto tem o controle do estado de carga", acrescentou Salters. "Isso pode ir de 100% a 0%, que é de 60V a 30V".

"Há muita energia indo e vindo aqui, que precisa ser cuidada, por isso temos que resfriar os supercapacitores e o motor elétrico por meio de um sistema de resfriamento (uma bomba extra e um radiador) que os mantém em um estado otimizado em termos de temperatura."

Outro benefício da unidade híbrida é que o piloto agora tem a capacidade de dar a partida ou reiniciar o carro sem assistência - o que é cortesia do ERS - reduzindo também o risco para os funcionários de segurança responsáveis por atender aos carros acidentados.

Nesse caso, o ERS sempre terá energia suficiente em reserva - mesmo que o estado de carga do piloto seja de 0% - para permitir várias reinicializações do motor quando necessário.

Honda power unit, Indianapolis Hybrid Testing

Unidade de potência Honda, teste híbrido de Indianápolis

Foto de: Penske Entertainment

O motor foi inicialmente emparelhado e testado com potência híbrida em agosto de 2023 no Sebring International Raceway e, desde então, 30 pilotos registraram 25.921 milhas nos últimos 10 meses.

Outros locais de teste variaram entre ovais como o Indianapolis Motor Speedway (IMS), Milwaukee Mile e Gateway, com sessões em circuitos mistos também realizadas no Barber Motorsports Park, Homestead-Miami Speedway, IMS e Road America.

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