De F1 introduceerde de hybride motor in 2014 en maakte de weg vrij voor dit soort technologie, ook in massaproductieauto’s. Tweewielers lopen duidelijk achter: endotherme voortstuwing regeert nog steeds zowel in de serie als in de racerij. Maar ook in onze omgeving beginnen we steeds vaker te praten en de vraag rijst spontaan: zou MotoGP een bruggenhoofd naar de toekomst kunnen worden zoals de F1 dat was voor auto’s? Kan de topklasse van het motorrijden overstappen op hybride? En wat zouden, zo ja, de technologische complexiteiten, kosten en prestatievoordelen zijn die daaruit zouden kunnen voortvloeien? We hebben deze vragen doorgestuurd naar Mario Uncini Manganelli, een voormalig ingenieur bij Oral, KTM, Aprilia (met zes Superbike Wereldkampioenschappen voor rijders en merken veroverd met de RSV4). De Bolognese ingenieur kan ook bogen op ervaring met Mercedes F1-aandrijflijnen. Nu geeft hij advies aan verschillende autobedrijven, zowel op het gebied van motorfietsen als auto’s, en verspreidt hij wetenschap voor Corsedimoto-lezers.
Wat zijn de basiscomponenten van het hybride gedeelte?
Het eerste onderdeel is de PMG-elektromotor (motor/generator met permanente magneet), die in ons geval niet alleen als stroomgenerator maar ook als starter zou functioneren. Dat wil zeggen, het zou het mogelijk maken om de externe starters te missen die nu worden gebruikt, bediend door een monteur en verbonden met de transmissie. Bovendien zouden de omvormer en de batterijgroep nodig zijn, naast een specifieke bedrading die nodig is om alle onderdelen van het systeem met elkaar te verbinden.Een batterij, boost genaamd, zou nodig zijn om de PMG te voeden op het moment van starten om te voorkomen dat energie opofferen die is opgeslagen in de boordaccu van de motorfiets.
Wat zou de ideale hybride configuratie kunnen zijn?
De endotherme motor zou teruggebracht kunnen worden tot 750 cc, ik zou een V4 als schema aanduiden, met 230 pk en maximaal motortoerental begrensd op 16.500-17.000 tpm. De toerentallimiet zou dienen om op hol geslagen ontwikkelingskosten te voorkomen. De gemiddelde snelheid van de zuiger rond de 25-26 meter/seconde, boring 73-74 mm, slag 43-44 mm. Met dit type configuratie konden 225-230 pk-waarden worden verkregen aan de krukas. De elektromotor moet 16-17,5 duizend tpm kunnen draaien. Afmetingen: ongeveer 135 mm diameter bij 35 mm dik en zou vloeistofgekoeld zijn om de efficiëntie te verhogen. Zo’n PGM zou 7-8 kilo wegen en een vermogensoverschot garanderen van 25-27 pk, dus ongeveer 20 kW.
En zouden we de huidige 300 endotherme paarden bereiken?
We zouden 250-257 pk kunnen bereiken (230 endotherme pk’s, 27 elektrische pk’s), maar met een veel hoger rendement, omdat ongeveer 25-27 pk zou worden geproduceerd door de elektrische eenheid. Een hoger rendement betekent dat het koppel dat door het elektrische gedeelte wordt geleverd, over de gehele gebruikscurve van de motor wordt verdeeld, dus niet alleen bij hoge toerentallen, zoals bij endotherme motoren, indien beschikbaar. Het prestatievoordeel, vertaald in rondetijd en afstand, zou zeer substantieel kunnen zijn in vergelijking met een motorfiets met dezelfde cilinderinhoud.
Hoeveel kan een hybride MotoGP wegen?
Laten we de hierboven beschreven configuratie als referentie nemen. De verbrandingsmotor zou 5-6 kilo minder kunnen wegen dan een 1000 viercilinder, in lijn of V-vormig, de complete versnellingsbak zou kleiner zijn en dat geldt ook voor de koppeling en primaire transmissiegroep. Er zou brandstofbesparing zijn, ongeveer 3-3,5 liter minder en een kleinere en lichtere brandstoftank. Wel moet rekening worden gehouden met het grotere gewicht van de componenten van het hybride onderdeel. Voor de omvormer rekenen we ongeveer 4-5 kg, terwijl de batterij ongeveer 28 kg zou zijn, wat neerkomt op een capaciteit van 6-7 kWh met een dichtheid van 230 Wh/kg. Een hybride MotoGP zou 28 kilo meer wegen dan een huidige, waarvan het maximale gewicht 157 kilo is. Met de nieuwste generatie batterijen kon 250 Wh/kg bereikt worden met een besparing van ongeveer 2 kg (7% in gewicht). Sommige gewichten, zoals hierboven aangegeven, zouden dit compenseren en de gewichtstoename zou grotendeels toe te schrijven zijn aan de batterij, na een eerste belangrijke optimalisatie. Het minimale wettelijke gewicht van de hybride zou dus 185 kilo kunnen zijn.
Hoeveel zou het verbruik worden verminderd?
Het brandstofverbruik kunnen we inschatten, we hebben het al gehad over 3,5 liter gecompenseerd door de elektrische opwekking. Wat betreft de productie van CO2, d.w.z. de milieu-impact van een hybride motor, is het moeilijk te beantwoorden, omdat er op dit moment onvoldoende technische literatuur en bekende tests zijn om dit type waarde te evalueren in motoren met zeer hoge prestaties.
Zou een hybride MotoGP veiligheidsproblemen moeten oplossen?
Zeker. Hoogspanning is een factor waarmee terdege rekening moet worden gehouden. Vervolgens moet de betrouwbaarheid van de omvormer en de elektromotor worden gecontroleerd. Maar dit zijn technologieën die zich nu in een extreem vergevorderd ontwikkelingsstadium bevinden op het gebied van auto’s en niet alleen racen. Niets dat niet beter kan worden geoptimaliseerd en beheerd.
Zou MotoGP één leverancier kunnen introduceren voor het hybride gedeelte?
Kansen zouden niet ontbreken. Fabrikanten als Marelli, Bosch, Siemens of McLaren Electronics, om er maar een paar te noemen, zouden perfect in staat zijn om hybride eenheden op te zetten die aan alle teams kunnen worden geleverd in een regime van één levering, dus tegen gecontroleerde en gelijke kosten voor iedereen. Omgekeerd zou het betrekken van meer gespecialiseerde merken de technologische uitdaging vergroten.
Hoe lang zou het duren om te ontwikkelen?
Drie jaar vanaf het moment van lancering van de formule. Dus als MSMA, Federmoto en de andere betrokken entiteiten nu tot een vergelijkbaar keerpunt besluiten, zou de MotoGP de baan op kunnen gaan in het Wereldkampioenschap van 2026.
Zou de gids anders zijn?
Beslist. Het elektrische gedeelte zou 25-27 pk extra garanderen, bruikbaar in een breed scala van motorgebruik, vooral als we het hebben over het koppel van een elektromotor, en niet alleen bij maximale gasklepopening zoals gebeurt bij endotherme motoren. Met meer koppel zou de aerodynamica nog meer een rol gaan spelen, d.w.z. de verticale belasting die wordt veroorzaakt door de steeds opzichtigere vleugelaanhangsels, die extra grip genereren. Met meer koppel beschikbaar bij verschillende toerentallen, zou dit gebied nog strategischer worden. Het grotere gewicht zou echter de remwerking verminderen.
Hoeveel mensen zou elk team nodig hebben om de overgang naar hybride te beheren?
Ten minste één elektrotechnisch ingenieur die verantwoordelijk is voor de systeembetrouwbaarheid en het in kaart brengen van hybride onderdelen. De omvormer zou uiteraard programmeerbaar zijn en verbonden zijn met de hoofdregeleenheid of ECU die nu al de endotherme motor en de functies van het hele voertuig bestuurt.
Wie van de huidige MotoGP-concurrenten zou hiervan kunnen profiteren?
Honda is al jaren wereldkampioen F1, ze hebben enorm veel ervaring met hybrides. Yamaha kon putten uit de middelen van Toyota (waarmee het in het verleden ook contacten heeft gehad), dus ook in dit geval hebben ze de knowhow in huis. Ducati daarentegen zou zwaar leunen op de middelen van Audi, dat zeer begaan is met de elektrische sector en in 2026 in de F1 zal landen. In Aprilia is er Massimo Rivola, een voormalige Ferrari-man: kun je je de charme voorstellen van een technische samenwerkingsovereenkomst tussen Noale en GES Ferrari? Alleen KTM heeft vandaag geen banden met de automobielsector, maar zou heel goed kunnen putten uit de middelen die op de markt beschikbaar zijn.
Hoeveel zouden de kosten oplopen?
Een verhoging ten opzichte van de huidige technologie is logisch. Een hybride MotoGP zou 10% -15% meer kunnen kosten, gebaseerd op de stuklijst. Maar we konden dit compenseren door het aantal beschikbare eenheden terug te brengen tot vier per seizoen, in plaats van de huidige zeven.
Is de hybride plausibel in racefietsen?
Als de regelgeving over de vermindering van het verbruik en vooral over de emissies nog strenger zou worden, nog strenger dan nu, zou de hybride de weg vooruit kunnen zijn. Het toepassen van een PMG-inverter-batterijsysteem op een weg maxi zou zeker ingewikkeld en duur zijn, bovendien is het een nog langer proces dan voor racen. Daarom zal het, gezien de ontwikkelings-, test- en homologatietijden, minstens zes tot acht jaar duren voordat een hybride Superbike op het circuit verschijnt, vanaf het moment van de wettelijke lancering.
Openingsfoto: inverter ontworpen door Pulse (Rovereto), een bedrijf gespecialiseerd in het toepassen van Motorsport prototypes
Jonathan Rea de prachtige biografie: “In Testa” beschikbaar op Amazon