Alpine Alpenglow Hy4: prototype van raceauto op waterstof

Inmiddels is de Alpine Alpenglow Hy4 meer dan een conceptauto: het is een rijdend laboratorium in de vorm van een raceauto. Zijn monocoque is opgebouwd uit koolstofvezel en de 2,0-liter viercilinder turbomotor levert een vermogen van 250 kW (340 pk).

Na een presentatie op het circuit van Spa-Francorchamps, die op 10 mei plaatsvindt, maakt de Alpine Alpenglow Hy4 zijn publieksdebuut voor ruim 70.000 toeschouwers op 11 mei 2024, voorafgaand aan de TotalEnergies 6-uursrace van Spa-Francorchamps (FIA WEC). Het is de perfecte gelegenheid om aan autosportliefhebbers te demonstreren dat een verbrandingsmotor op waterstof de opwindende geluiden, prestaties en emoties biedt die zij van traditionele raceauto’s gewend zijn. Die emoties worden verder versterkt door het zeer spectaculaire en aangescherpte design van de Alpine Alpenglow Hy4. De auto zal ook demonstratieritten uitvoeren tijdens de 92e editie van de 24 uur van Le Mans, op 14 en 15 juni 2024.

De naam Alpenglow krijgt met dit rijdende laboratorium zijn absolute betekenis: het optische fenomeen dat vóór zonsopgang een gloeiend licht over de bergen werpt, symboliseert perfect de dageraad van een nieuwe wereld.

Bruno Famin, VP Alpine Motorsports: “Als onderdeel van onze actieve inzet voor het CO2-arm maken van autosport, zien we de verbrandingsmotor op waterstof als een zeer veelbelovende oplossing. Waterstof heeft veel potentie voor het koolstofvrij maken van de volgende generaties Formule 1- en Endurance-auto’s – vooral door in de toekomst over te schakelen op vloeibare opslag van waterstof. De Alpenglow Hy4 illustreert dit op perfecte wijze als technologisch laboratorium voor de ontwikkeling van toekomstige waterstofmotoren.”

Renault Group: oprechte toewijding aan waterstof en bijbehorende technologie

Renault Group overweegt op diverse manieren de inzet van waterstof om bij te dragen aan de Europese doelstellingen van koolstofneutraliteit voor 2040 en wereldwijd voor 2050.

• Met HYVIA (een joint venture met Plug) biedt Renault Group een compleet en uniek ecosysteem dat lichte bedrijfswagens met een brandstofcel, waterstoftankstations, wagenparkfinanciering en onderhoudsdiensten omvat.
• · Renault Group ontwikkelt ook krachtige waterstofmotoren voor commercieel gebruik buiten de stad en specifiek voor sportief gebruik.
• · Het merk Renault ontwikkelt ook hybridetechnologie die een elektromotor combineert met een range extender op waterstof, gevoed door een brandstofcel.
• Alpine gelooft stellig dat autosport kan dienen als versneller van de ontwikkeling van toekomstige mobiliteitstechnologie. De verbrandingsmotor op waterstof is een veelbelovende oplossing voor in de autosport en op de openbare weg. Tegelijk met de ontwikkeling van de rijdende versie van de Alpenglow bereidt Alpine zich voor op de introductie van zeven nieuwe elektrische modellen tussen nu en 2030. Als eerste verschijnt dit jaar de Alpine A290, een sportieve stadsauto en het eerste elektrische model uit de Alpine Dream Garage.

Design vol symboliek

Antony Villain, Alpine Design Director: “Sinds de presentatie van de Alpine Alpenglow conceptauto in 2022 kijken we ernaar uit om de belofte van zo’n uniek object waar te maken: hem op het circuit te laten rijden. Dat wordt nu werkelijkheid. De Alpine Alpenglow Hy4 kan nu het prestatievermogen dat de eerste conceptauto suggereerde in de praktijk brengen als een echte raceauto, met alle visuele en akoestische aspecten die je ervan verwacht.”

Exterieur

De Alpine Alpenglow is een concept voor het ontwerp van toekomstige modellen van Alpine. Hoewel hij sterk lijkt op het conceptmodel uit 2022, is de Alpine Alpenglow Hy4 nog beter geproportioneerd, waarbij de vorm de functie volgt. De auto is iets hoger en voorzien van een nieuw ontworpen kreukelzone en een ruimer interieur met twee zitplaatsen. De plaatsing van de waterstoftanks is ongewijzigd: die bevinden zich in de sidepods en achter de cockpit. De Alpenglow Hy4 is 5,20 meter lang en 1,10 meter hoog. De spoorbreedte is vergroot tot 2,10 meter en de totale breedte bedraagt 2,15 meter. Zijn afmetingen leggen een optische link naar de Alpine A424 waarmee Alpine deelneemt aan de prestigieuze Hypercar-categorie van het World Endurance Championship (WEC).

De voorkant van de op waterstof aangedreven Alpine Alpenglow roept de associatie op met een komeet uit de ruimte, waarbij de snelheid en het binnendringen van de atmosfeer worden gesuggereerd door ‘kosmische stof’: lichtelementjes in de vier koplampen en door de ‘ruggengraat’ van de auto, uitgevoerd in magenta. Die kleur verandert in blauw richting de achterkant van de auto. Naast de verticale achterlichten komende de verticale titanium uitlaten naar buiten. Die symboliseren de waterstof en waterdamp die de motor uitstoot.

De aerodynamica is een integraal onderdeel van het ontwerp en waren onderwerp van een voortdurende dialoog tussen Design en Engineering. Als subtiel compromis tussen snelheid en neerwaartse druk is de frontsplitter geheel nieuw ontworpen. Daardoor is een zeer lage luchtinlaat ontstaan die doorloopt over de cockpit en taps toeloopt naar de achterzijde van de auto. Daardoor wordt de lucht onder de achterspoiler geleid. Nieuwe, geïntegreerde ‘NACA’-luchtinlaten leiden koellucht naar de olie- en waterradiatoren. De ‘snorkel’ heeft een vorm die meer lijkt op die van een raceauto. De lange achterkant doet denken aan die van de Alpine A220 – de raceauto uit de late jaren zestig. De Alpine Alpenglow Hy4 is voorzien van de lage, transparante spoiler die voor het eerst op de vorige conceptauto te zien was. De diffuser is opnieuw ontworpen voor grotere aerodynamische efficiëntie.

Elk element in het design is tot in het kleinste detail doordacht, zoals de structuur op de velgen en wielen die zelfs bij stilstand snelheid suggereren. De speciaal voor deze wielen gemaakte Michelin-banden zijn voorzien van graphics die passen bij het ontwerp van de wielen. In de bodem en de snorkel van de uit carbon vervaardigde carrosserie is de grondstof zichtbaar, als verwijzing naar de minerale wereld van de bergen – een kenmerkend element van Alpine. Net als de voor buitenstaanders zichtbare technische onderdelen biedt ook de luchtinlaat naar de cockpit een inkijkje aan de binnenzijde. De sportieve sfeer wordt geaccentueerd door de driehoek van licht, die de styling van het concept nog een extra boost geeft.

Interieur

De bewegende delen van de schildvormige portieren zijn ontworpen om zoveel mogelijk ruimte vrij te maken om de toegang tot de cockpit te vergemakkelijken. Bestuurder en passagier schuiven over de sidepods – die schuin oplopen naar de cockpit – naar binnen en nemen plaats in perfect passende kuipstoelen. De driehoek van de cockpit – ook een kenmerk van Alpine – vervult diverse optische functies voor de bestuurder: het is een impuls, geeft een richting aan én kan van kleur veranderen, zoals in een videogame om bijvoorbeeld in realtime de dwarsversnelling (G-krachten), het toerental van de motor en de snelheid weer te geven.

Het dashboard omvat een buisvormige dwarsbalk in de kleur magenta, die gedeeltelijk verborgen is door een vleugelvormig deel. De materialen verwijzen naar de autosport – met details in koolstofvezel en aluminium – en Alcantara bekleding versierd met 3D-geprinte motieven. Er is ook een magentakleurige startknop. Andere knoppen zijn afkomstig uit de Alpine A110 en het racestuur komt rechtstreeks uit de raceauto’s van Alpine. Aan de zijkanten volgt het koolstofvezel de vormen van de waterstoftanks. Ten slotte zijn speciale ruimtes geïntegreerd voor de montage van kleine camera’s die vastleggen hoe de Alpine Alpenglow Hy4 zijn rondjes over het circuit maakt.

De power van waterstof: 250 kW (340 pk)

De Alpine Alpenglow Hy4 is een rijdend laboratorium, ontworpen als een raceauto op basis van een carbon LMP3-chassis. Zijn 2,0-liter viercilinder turbomotor produceert een vermogen van 250 kW (340 pk) levert, draait op waterstof (H2-diwaterstof). De motor is uitgerust met directe inspuiting met een druk van 40 bar en waterinjectie om de NOx-uitstoot te verminderen. Het maximumtoerental bedraagt 7.000 t/min en de topsnelheid circa 270 km/u. De motor is gekoppeld aan een sequentiële raceversnellingsbak met centrifugaalkoppeling.

De ontwikkeling van een dergelijke motor is heel specifiek werk, omdat waterstof in gasvorm wordt ingespoten. Daardoor is het lastiger om een homogeen mengsel te creëren dan met in vloeibare vorm ingespoten benzine. Waterstof kan echter in een veel groter

concentratiebereik ontbranden: van 4 tot 76% en met zowel arme als rijke mengsels. In elk geval moet abnormale ontbranding worden vermeden. Daarvoor is een homogeen mengsel en een gecontroleerde temperatuur in de verbrandingskamers nodig. De aanpassingen aan de motor van de Alpenglow Hy4 hebben de expertise van Alpine Racing-ingenieurs verrijkt voor de ontwikkeling van de nieuwe motor die volledig voor waterstof is ontwikkeld. Die wordt in een tweede rijdende versie nog vóór eind 2024 gepresenteerd.

In de drie tanks van de Alpenglow Hy4 wordt de waterstof in gasvorm (elk 2,1 kg) opgeslagen onder een hoge druk van 700 bar. De tanks bevinden zich in de sidepods en achter de cockpit, in geventileerde compartimenten en afgesloten van het interieur. Een drukregelaar verlaagt de druk van 700 naar 200 bar voordat de waterstof via directe inspuiting met een druk van 40 bar in de verbrandingskamers wordt toegediend.

Talloze maatregelen garanderen de hoogst mogelijke veiligheid. Composietcilinders voor 700 bar zijn gecertificeerd volgens Regulation 134 (Europese goedkeuring voor de veiligheid van waterstofvoertuigen) en er zijn kleppen geïnstalleerd voor een snelle afvoer van de waterstof in geval van brand. Waterstofsensoren monitoren de auto voortdurend en er geldt een strenge startprocedure met talrijke voorgeschreven controles. Ten slotte waarschuwt een kleurcodesysteem de coureur en de hulpdiensten bij incidenten, afhankelijk van de mate van urgentie.

Waterstof in de racerij: technologie met veel potentie

De twee belangrijkste opties voor aandrijving met waterstof zijn de brandstofcel (die elektriciteit produceert om een elektromotor aan te drijven) en de verbrandingsmotor die rechtstreeks op waterstof draait. Alpine kiest voor de laatste optie vanwege de vele voordelen voor raceauto’s – niet in de laatste plaats het zeer vergelijkbare gevoel dat de motor de bestuurder geeft en het geluid dat bij uitstek past bij de racefilosofie van Alpine. Tot de overige voordelen behoren het vermogen, de uitstekende efficiëntie onder zware belasting en de verminderde behoefte aan koeling, omdat de warmte via de uitlaat wordt afgevoerd in plaats van via radiatoren. Ook de milieuaspecten zijn zeer gunstig: de CO2-uitstoot is verwaarloosbaar: geen emissie van roet, CO of onverbrande koolwaterstoffen. De NOx-uitstoot kan worden beperkt tot een niveau dat met fossiele brandstof onhaalbaar is.

Deze argumenten pleiten ervoor om na deze eerste rijdende versie het onderzoek en de ontwikkeling voort te zetten om dit veelbelovende type motor te optimaliseren. Op het gebied van oplossingen voor waterstofopslag is Alpine een toonaangevende fabrikant die de overstap wil maken naar vloeibare waterstof, een nieuwe brandstof die in auto’s kan worden geïntegreerd en die ook snel kan worden getankt.

Alpine Racing let scherp op veranderingen in de reglementen en wijst erop dat de Automobile Club de l’Ouest, de organisator van de 24-uursrace van Le Mans, vanaf 2027 auto’s op waterstof toelaat. Formule 1-motoren zouden in 2031 ook kunnen overstappen op waterstof.

Guillaume De Ridder, ingenieur bij Alpine Racing en zelf ook coureur

De man achter het stuur van de Alpine Alpenglow Hy4 tijdens de eerste ronden op het circuit van Spa-Francorchamps rijdt, is de Belg Guillaume De Ridder. Hij is zowel kampioen rallycross als ingenieur bij Alpine Racing. Zijn atypische carrière begon met racen in uiteenlopende disciplines: karting, racen op het circuit en rallyrijden. Dat leidde uiteindelijk tot de FIA RX2e rallycrosstitel van 2021.