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Embora existam respostas para quase todos os aspectos da futura fórmula de chassis e motores, a hibridização é a última parte significativa do quebra-cabeça de 2028 que a IndyCar precisa resolver.
“Com o sistema híbrido, estamos atualmente considerando um sistema de 60 volts ou menos, mas com um armazenamento de energia substancialmente maior”, disse Mark Sibla, vice-presidente sênior de competição e operações da IndyCar, à revista Racer. “A Chevrolet e a Honda merecem muito crédito por trabalharem rapidamente para desenvolver um programa com um sistema híbrido que é certamente eficaz, mas também muito robusto. E essa é a Versão 1.”
“A versão 2 é: ‘OK, aprendemos muito. Vamos manter a confiabilidade. Mas, nossa, existem algumas novas tecnologias por aí que talvez nos deem mais armazenamento de energia e tornem isso mais impactante.’ Estamos passando por esse processo agora. Precisamos entender um pouco onde isso vai dar.”
A versão 1, que estreou nas competições em julho de 2024, nasceu da necessidade, com supercapacitores escolhidos como sistema de armazenamento de energia (ESS) devido ao espaço limitado disponível para acomodar uma bateria ERS no chassi do Dallara DW12. Como seu projeto foi formulado no final de 2010, o DW12 nunca foi concebido para utilizar unidades ERS, o que, mais de uma década depois, complicou todos os aspectos da iniciativa de hibridização, quando a categoria optou por não construir um carro híbrido específico, preferindo adaptar o DW12 com um sistema híbrido.
Para o futuro chassi IR28, a versão 2 do ERS será instalada no mesmo local escolhido para o DW12 – a pequena cavidade escondida atrás do motor de combustão interna – dentro de uma ponte estrutural conhecida como carcaça da embreagem, onde também se encontra a unidade motor-gerador (MGU).
A carcaça da embreagem abriga a embreagem e conecta a transmissão e a suspensão traseira à parte traseira do motor. Originalmente, o espaço acima da embreagem era usado para acomodar a opção de turbo único que a Honda adotou de 2012 a 2013, antes da IndyCar tornar os turbos duplos o padrão a partir de 2014. Com a adoção do regulamento dos turbos duplos, o antigo espaço para o turbo único ficou vazio até a chegada dos híbridos.
A categoria recorreu à indústria utilizando o mesmo processo de levantamento de informações que seguiu com seu sistema híbrido de primeira geração e solicitou propostas de fornecedores para seu sistema de recuperação de energia (ERS) de segunda geração. Poucas restrições foram impostas sobre o que a categoria considerará para adoção, mas provavelmente será uma versão atualizada do pacote híbrido da IndyCar atual.
“Estamos considerando algo semelhante em termos de tamanho da caixa de câmbio, ou talvez um pouco menor”, disse Sibla. “Portanto, ao analisarmos essas soluções de armazenamento de energia, esta é a área que, na minha opinião, continua a evoluir mais rapidamente.”
“Estamos vendo tecnologias que, francamente, os capacitores que temos hoje estão prestes a ser desativados, dando lugar a um novo tipo de capacitor, porque cada evolução tecnológica acontece muito rapidamente.”
Naquilo que a série busca, um aumento acentuado na capacidade de armazenamento da bateria para dar aos pilotos uma duração maior de utilização da energia – mais de 10 segundos por carga, o que dobraria os cinco segundos disponíveis na Versão 1 – é fundamental para a ambição da IndyCar de multiplicar muitas vezes o armazenamento da Versão 2.
“Neste momento, dois grupos se destacaram neste projeto, e ambos recomendaram soluções semelhantes, ligeiramente diferentes, mas similares, e ambas reduzirão o peso do sistema de armazenamento de energia, além de permitirem uma maior capacidade de armazenamento”, disse Sibla.
“Agora, respondendo à pergunta sobre por que precisamos de mais armazenamento, eu diria que é por dois motivos, mas principalmente pela duração. Quando enviamos a solicitação de propostas, tínhamos uma meta de duração e perguntamos se isso era algo alcançável ou não. É por isso que a definimos como uma meta. E certamente parece ser alcançável, o que prolongaria o período de implantação.”
“O que precisamos analisar, e assim que identificarmos a oportunidade específica entre esses dois aspectos que queremos continuar a explorar, será o equilíbrio entre o aumento de potência e a duração da bateria, porque, ao aumentar um, você essencialmente diminui o outro.”
A tecnologia evoluiu desde que as primeiras unidades híbridas da IndyCar apareceram em 2024. Matt Fraver/Penske Entertainment
A IndyCar também tem como meta dobrar a potência máxima do ERS para 120 hp.
“Agora, devido às capacidades aprimoradas desses novos ESS, poderíamos aumentar ambos os parâmetros em relação ao ponto atual”, disse Sibla. “Portanto, não estamos trabalhando com os parâmetros que temos agora. É uma situação em que veríamos crescimento em ambos. Mas qual é a melhor proporção entre os dois que faz mais sentido para o produto de competição?”
“Ainda não chegamos a esse ponto, mas isso aconteceria logo depois de dizermos: ‘OK, este é o grupo com o qual talvez ainda não tenhamos assinado o contrato definitivo, mas é o grupo com o qual queremos nos aprofundar para entender a solução que ele propõe.’”
O atual MGU fabricado pela Empel é capaz de ser configurado para contribuir com mais de 100 hp no momento da ativação, mas o ESS versão 1 não consegue armazenar uma carga suficiente para fornecer esse tipo de potência por mais de um instante.
A primeira versão do MGU foi mantida na faixa dos 60 cv também por questões de confiabilidade, e considerando o que a categoria está planejando para o carro de 2028, um ESS mais potente que possa impulsionar o MGU com mais força, com uma potência base acima de 100 cv, seria o ponto de partida.
“O MGU atual, desenvolvido pela Empel, ainda tem bastante espaço para melhorar em termos de potência”, disse Sibla. “Em circunstâncias ideais, provavelmente está mais perto de atingir de 100 a 150 cavalos de potência, então há margem para isso. O que realmente limita seu desempenho é o ESS, e isso se deve apenas ao que mencionamos anteriormente, que é o tamanho dele, mas o MGU que usamos atualmente definitivamente tem capacidade para esse aumento.”
Não está claro se a versão 2 do híbrido adotará uma MGU totalmente nova, usará uma versão modificada da MGU da versão 1 ou simplesmente manterá o mesmo modelo da versão 1 e aproveitará sua capacidade de potência de três dígitos ainda não utilizada, mas a direção geral para a versão 2 é simples: mais armazenamento de bateria significa mais energia disponível.
A categoria também está considerando se deseja acabar com a prática de ter dois sistemas de sobrealimentação acionados por botão à disposição de seus pilotos. O sistema híbrido está disponível em todas as corridas e, em circuitos mistos e de rua, a IndyCar permite um aumento extra de potência do turbo por meio do sistema Push to Pass. Em 2028, o ERS poderá ser o único item acionado a partir do cockpit.
“Analisamos se o sistema híbrido é um complemento ou, potencialmente, se substituirá o Push to Pass no futuro”, disse Sibla. “O que precisamos avaliar é: qual o aumento de potência desejado? Qual a proporção ideal entre o motor de combustão interna e o sistema híbrido? Queremos um sistema totalmente híbrido ou uma combinação dos dois? E, novamente, quanto maior a potência do MGU, menor a duração do ESS. Portanto, qual é o melhor equilíbrio entre potência e duração?”
“O sistema atual poderia atingir uma potência muito maior, mas seria por um período muito curto. Não teria um grande impacto. Então, esse é o equilíbrio. Mas quando se trata do próprio MGU, ele definitivamente tem a capacidade de atingir uma potência muito maior do que a atual.”
A IndyCar pretende que seus fornecedores tenham os protótipos da Versão 2 prontos para o início dos testes do novo carro.
“Com certeza seria algo que almejaríamos para o próximo ano”, disse Sibla. “Ambos os grupos têm em mente produtos que são, sem dúvida, soluções personalizadas para nós, mas a tecnologia não lhes é desconhecida. Então, num mundo ideal, e é isso que sempre buscamos, acho que estaríamos falando de um protótipo no final da primavera.”
“Em última análise, queremos o sistema híbrido no carro para os testes do chassi protótipo, para que tenhamos uma noção precisa de todas as facetas do carro. A distribuição de peso, a potência que já discutimos e a forma como tudo funciona em conjunto.”
“Portanto, nosso objetivo seria o final da primavera, pelo menos na fase de protótipo. A partir daí, certamente faremos vários testes nos quais exigiremos mais do sistema, entendendo quais elementos precisam ser resolvidos ou abordados, e assim por diante, mas esse seria o cronograma.”
Com os conceitos básicos já apresentados, vamos concluir contando uma história sobre como o futuro sistema híbrido influenciou o carro de 2028 mais do que qualquer outro sistema de componentes.
O caminho da categoria rumo à hibridização foi, no mínimo, pouco convencional. Em 2018, a IndyCar apresentou uma nova fórmula de motores que substituiria os atuais V6 biturbo de 2,2 litros por V6 biturbo de 2,4 litros, ligeiramente maiores e mais potentes. Um ano depois, a hibridização foi oferecida aos fabricantes da IndyCar, sendo aceita e incluída em seus novos contratos de fornecimento.
Após anos de inação, seguidos por avanços e retrocessos quando o projeto finalmente começou, e enfrentando crescente pressão para cumprir a cláusula de hibridização, a categoria negociou com seus fabricantes para que eles assumissem o controle do projeto, e a Chevrolet e a Honda concordaram em desenvolver um ERS dentro dos limites do chassi DW12 não híbrido.
Devido ao tempo limitado e ao espaço extremamente restrito para acomodar as unidades ERS, a Chevrolet e a Honda não puderam utilizar os sistemas híbridos de alta voltagem e alta potência encontrados na Fórmula 1 e na IMSA. A miniaturização era a única solução, então a Honda e a Skeleton projetaram um conjunto de baterias de supercapacitores de baixa voltagem e perfil compacto para ser instalado na parte superior da caixa de câmbio, entre o motor e a transmissão. Abaixo, a integração do MGU da Empel foi liderada pela Chevrolet para completar um pacote híbrido impressionantemente pequeno.
O resultado é inédito nas corridas, mas existem duas desvantagens reconhecidas no sistema desenvolvido para o DW12, sendo a primeira a localização concentrada do ERS na traseira do carro. Sem outra opção a não ser empilhar o ERS diretamente sobre o MGU, a unidade híbrida personalizada da IndyCar concentra todo o seu peso considerável – 60 kg – na mesma posição traseira, como um tijolo.
É radicalmente diferente da disposição dos componentes híbridos nos carros de F1 e IMSA GTP, que separam o ESS do MGU movendo o pesado ESS para a frente do chassi, o que melhora a dirigibilidade ao posicionar a bateria perto do centro do carro. Com o ESS na frente do motor e o MGU atrás, os carros de F1 e GTP competem com percentuais de distribuição de peso dianteira/traseira mais desejáveis, proporcionando aos pilotos um melhor equilíbrio entre os quatro pneus.
Presa ao sistema de suspensão ESS e MGU, com todo o peso adicional e indesejável na traseira, a IndyCar mandou refabricar as carcaças da embreagem e da transmissão em magnésio leve. Isso reduziu o aumento de peso total para 45 kg, o que ajudou, mas um carro pesado ainda ficou mais pesado com uma grande quantidade de massa em um local indesejado.
A segunda desvantagem, relatada por Sibla, é a baixa potência e a duração limitada do aumento de potência proporcionado pelo sistema híbrido de baixa voltagem. Com 60 volts, o ERS da IndyCar pode adicionar aproximadamente 60 cv e 45 Nm de torque aos mais de 700 cv gerados pelo motor de combustão interna de 2,2 litros. Mas esses 60 cv não se mantêm constantes durante os cinco segundos de funcionamento do sistema.
Começando com carga total, o sistema fornece apenas 60 cv no início da ativação e a potência diminui progressivamente até 0 cv a partir do momento em que é acionado. Segundo relatos, a potência já caiu para metade, 30 cv, após 2,5 segundos, e está a caminho de zero, o que difere do sistema push-to-pass da IndyCar, baseado em turbocompressor, que fornece os 40-50 cv completos durante todo o tempo em que está ativado.
Imagine o híbrido da IndyCar como um velocista treinando para os 100 metros rasos, que arranca do bloco de partida e imediatamente inicia o processo de desaceleração. Esse é o perfil de potência da Versão 1.
Graças às características inerentes dos supercapacitores, o sistema híbrido padrão da IndyCar carrega rapidamente e realiza todas as funções em rajadas curtas, mas o pequeno espaço disponível para a instalação dos supercapacitores impediu que o sistema de armazenamento de energia (ESS) fosse tão robusto e duradouro quanto o sistema híbrido padrão da IMSA.
O GTP híbrido, que utiliza uma grande bateria de íon-lítio que ocupa a maior parte do espaço do banco do passageiro em cada modelo, atinge 800 volts, alcança até 67 cv com torque máximo na faixa de 170 Nm e continua fornecendo seu alto impulso de aceleração por períodos prolongados. Mas, em comparação com a IndyCar, a bateria de íon-lítio da IMSA demora mais para carregar.
Após testemunhar em primeira mão como as unidades ERS de especificação IMSA proporcionavam uma potência forte e constante com seus Porsche 963 híbridos da Penske Motorsport durante os testes em 2022 e na estreia da fórmula GTP em 2023, o proprietário da IndyCar Series, Roger Penske, teria se inspirado em sua potência e confiabilidade.
A inspiração surgiu enquanto a Chevrolet e a Honda estavam ocupadas criando a Versão 1, então a solução da IMSA foi diretamente adotada pela IndyCar como uma solução para a Versão 2. A Bosch, fabricante da unidade de gerenciamento de motor (MGU) do GTP, e a Fortescue WAE (antiga Williams Advanced Engineering), produtora da bateria de íon-lítio do GTP, foram contratadas para desenvolver um pacote híbrido de alta voltagem personalizado e menor, que se encaixaria em um chassi Dallara 2027 construído especificamente para a categoria.
A vida útil da versão 1 seria relativamente curta – de meados de 2024 até 2026 – mas a substituição da unidade de baixa voltagem, potência limitada e baseada em supercapacitores por um sistema totalmente novo de alta voltagem, alta potência e íon-lítio proporcionaria à IndyCar e suas montadoras um sistema híbrido mais eficiente e relevante.
Um novo sistema híbrido de alta voltagem, que teria resolvido algumas das desvantagens do sistema atual, estava em desenvolvimento, mas foi cancelado devido a preocupações com os custos. Chris Owens/Penske Entertainment
Em conjunto, o novo motor V6 biturbo de 2,4 litros e o ERS derivado da IMSA combinariam facilmente para gerar mais de 900 cavalos de potência e, crucialmente, o pacote WAE da Bosch/Fortescue separaria o ESS do MGU, com o ESS movendo-se para a frente do motor para criar a distribuição de peso favorável que faltava na Versão 1.
A Dallara projetou o carro de 2027 com um recorte considerável na parte inferior da carroceria, atrás do piloto e abaixo da célula de combustível – exatamente como em todos os carros de F1 – para acomodar a bateria de íon-lítio do sistema ERS. O peso do ERS não desapareceria completamente, mas pelo menos seria distribuído em um local que aliviaria parte da carga sobre o eixo traseiro e melhoraria a dirigibilidade do carro.
Ao que tudo indica, todas as desvantagens da versão 1 foram resolvidas na versão 2.
A Bosch e a Fortescue WAE trabalharam arduamente na Versão 2 até o final de 2024 e início de 2025, mas logo após o início da temporada, comecei a ouvir falar de uma mudança de planos. Tive uma reunião de 45 minutos com a equipe da série em São Petersburgo, no início de março, onde discutimos detalhadamente a transição para um sistema de alta tensão, o recorte na estrutura do carro de 2027 para a montagem do ESS na frente do motor, e assim por diante, mas foi difícil obter uma resposta definitiva sobre qualquer aspecto específico do sistema que tenha sido aprovado pela série.
No início de abril, comecei a receber notícias de uma paralisação no projeto da versão 2 de alta voltagem e, dias antes da minha chegada ao Alabama para a corrida de Barber, fui informado de que o projeto híbrido de alta voltagem para IndyCar estava morto.
Mencionei isso de passagem para a série na sexta-feira e, na manhã de sábado, recebi um comunicado da IndyCar na minha caixa de entrada que confirmava o que eu havia apurado nos bastidores.
“A IndyCar informou recentemente às partes interessadas envolvidas no projeto do novo carro da NTT IndyCar Series que a categoria continuará investindo no desenvolvimento de uma unidade de potência híbrida de baixa voltagem. A opção de baixa voltagem – em vez de alta voltagem – foi escolhida após uma análise minuciosa, que revelou: uma diferença significativa de custo para as equipes; uma convergência de abordagens entre os fabricantes de motores atuais e potenciais; e a oportunidade de aprimorar ainda mais a unidade de potência híbrida atual por meio de novas tecnologias.”
A declaração citou três coisas, mas todas apontavam para a mesma coisa: Custos.
O sistema híbrido de alta voltagem era perfeito para o novo carro, cujo lançamento estava sendo adiado de 2027 para 2028. No entanto, muitos donos de equipe passaram de querer manter os custos no mínimo possível para desejar um carro novo, leve e empolgante, o que implicava em custos mais altos para alcançar essa leveza e empolgação. Depois, voltaram a querer reduzir os custos, e foi nesse momento que a Bosch e a Fortescue WAE receberam as instruções para encerrar e cancelar seus projetos de ERS (Sistema de Redução de Energia) de alta voltagem para a IndyCar.
A série continuaria com a unidade de baixa voltagem em sua Versão 2, que, como observou Sibla, deverá vir com supercapacitores mais potentes, porém mais leves. Portanto, a redução de peso é algo em que a IndyCar aposta com a Versão 2 que, reconhecidamente, parece muito com uma Versão 1 ligeiramente modernizada.
Com base na descrição da versão 2 em baixa tensão, espera-se que ela atinja os mesmos objetivos de desempenho que o sistema de alta tensão teria proporcionado ao carro de 2028. No entanto, a opção por manter o mesmo estilo de sistema de armazenamento de energia (ESS) baseado em supercapacitores eliminou o ganho desejado na distribuição de peso, visto que o ESS continuará localizado sobre o módulo de controle do motor (MGU) na carcaça da embreagem.
Após o abandono do projeto de alta tensão com a bateria de íon-lítio montada na cuba, a cuba foi redesenhada para preencher o espaço vazio.
Perguntei a Sibla se seria possível tentar integrar o sistema de armazenamento de energia (ESS) de baixa tensão em algo que coubesse no recorte e preservasse a melhoria na dirigibilidade, mas ele disse que os cabos que o conectam à unidade de gerenciamento de motor (MGU) “seriam tão grandes e pesados com o sistema de baixa tensão, se fosse remoto, certo, que não seria viável”, e é por isso que o projeto foi revisado para eliminar o recorte.
Foi assim que a versão 1 de baixa voltagem evoluiu bastante até se tornar uma versão 2 de alta voltagem completamente diferente, até que um número suficiente de donos de equipe e uma ou mais montadoras manifestaram sua preferência para que a série otimizasse a versão 1 e a reformulasse como uma versão 2 de baixa voltagem.