Fonte: Audi Italia
Verona, Italia. Maggio 2017. Audi fornisce un nuovo impulso all’elettrificazione dei suoi sistemi di trazione. Dalla metà del 2017 verranno introdotte nella gamma le trazioni mild-hybrid (MHEV, Mild Hybrid Electric Vehicles), che, con il lancio della prossima generazione della berlina di lusso Audi A8, saranno a bordo, nella la versione a 48 volt, per tutte le motorizzazioni.
La nuova tecnologia è adatta per essere abbinata sia ai motori Diesel sia ai motori benzina e può abbassare i consumi in modo rilevante, per esempio nel caso del motore benzina V6, in misura pari allo 0,7 l/100 km secondo il nuovo ciclo di guida europeo (NEDC). Diversamente dalle altre tecnologie volte all’efficienza con interventi al motore, le trazioni MHEV incrementano anche il comfort, perché consentono un avanzamento privo di emissioni acustiche in un range di velocità elevato, fino a 160 km/h.
Audi offre le trazioni MHEV in due varianti. Per i motori 4 cilindri si basano sulla nota rete di bordo a 12 volt. I motori a sei e otto cilindri e i gruppi W12 vengono dotati di una nuova rete a 48 volt, che di norma viene concepita come rete di bordo principale. Soprattutto questa tecnologia offre in prospettiva molte possibilità per rendere la marcia ancora più efficiente, sportiva e confortevole.
Al Salone Internazionale dell’Automobile di Ginevra 2017 il Marchio dei quattro anelli ha mostrato le potenzialità delle sue nuove tecnologie con la show car Audi Q8 sport concept. La sua rete di bordo a 48 volt integra un sistema MHEV ulteriormente ottimizzato e un compressore elettrico (EAV). Entrambi i componenti assicurano un livello di dinamismo nuovo. Al contempo aumenta in misura rilavante anche l’efficienza: a basse velocità e in fase di parcheggio, la show car può viaggiare anche in modalità totalmente elettrica.
MHEV: il funzionamento
La trazione mild-hybrid Audi di nuova A8 si compone di due elementi essenziali. Uno di questi è un alternatore-starter a cinghia (RSG) raffreddato ad acqua sul lato frontale del motore. Una robusta cinghia trapezoidale a nervature lo collega all’albero motore. L’RSG raggiunge fino a 12 kW di energia di recupero e 60 Nm di coppia.
Il secondo componente è una batteria agli ioni di litio con capacità di carica 10 Ah e tensione 48 volt. Nella nuova grande berlina, la rete a 48 volt di nuovo sviluppo rappresenta la rete di bordo principale. La rete a 12 volt è accoppiata alla rete di bordo principale tramite un convertitore DC/DC. La batteria agli ioni di litio, alloggiata nel vano bagagli, presenta dimensioni grossomodo simili a quelle di una grande batteria al piombo. Un raffreddamento ad aria regolato provvede alla sua gestione termica.
La tecnologia MHEV su base 48 volt è particolarmente confortevole ed efficiente. In un range di velocità tra 30 e 160 km/h, se il conducente rilascia il pedale dell’acceleratore, l’auto può avanzare per inerzia anche per 45 secondi con il motore completamente spento. Veleggiando a bassa velocità, la fase start/stop inizia già a 22 km/h.
Non appena il conducente accelera (a vettura ferma o in movimento), il motore viene riavviato in modo molto rapido e confortevole: l’RSG porta il motore a combustione al regime target, quindi viene nuovamente attivata l’alimentazione e, nel caso di un motore benzina, viene attivata l’accensione del carburante. Il motorino d’avviamento a pignone convenzionale è comunque ancora presente, ma praticamente viene impiegato solo al primo avviamento, quando l’olio motore è ancora freddo e denso. In tale situazione, infatti, la cinghia dell’RSG potrebbe slittare.
In molte situazioni, il recupero dell’energia (in fase di decelerazione) è più efficiente della marcia per inerzia. Per decidere quale strategia impiegare, la gestione della trazione di nuova Audi A8 utilizza la telecamera anteriore, le informazioni elaborate dal predictive efficiency assistant, disponibile a richiesta, i dati sul percorso memorizzati nel sistema di navigazione e altri dati forniti da un sistema di sensori strettamente integrati in rete. Nel complesso, la trazione mild-hybrid consente un risparmio di carburante nel ciclo NEDC di 0,7 l/100 km (con il V6 TFSI).
Audi offre la nuova tecnologia MHEV anche con la rete di bordo convenzionale a 12 volt. In questa combinazione viene impiegata in sinergia con il motore 2.0 TFSI.
Il principio di funzionamento è il medesimo di quello con sistema a 48 volt, tuttavia le fasi di marcia per inerzia, la potenza del recupero dell’energia e il risparmio sul fronte del CO2 sono leggermente inferiori.
Una chiave per il futuro: la rete di bordo a 48 volt
In un altro contesto (senza funzione MHEV) la tensione 48 volt è già stata introdotta nella produzione di serie nel 2016 di Audi SQ7 TDI. Qui è ancora all’opera un alternatore su base 12 volt, mentre un convertitore di corrente continua collega la rete di bordo parziale a 48 volt. Questa alimenta il compressore elettrico (EAV) per il motore V8 Diesel e la stabilizzazione antirollio attiva a comando elettromeccanico (EAWS).
L’EAV supporta entrambi i turbocompressori del motore TDI 4.0 con potenza fino a 7 kW, in tutte le situazioni che non consentono di ottenere energia sufficiente dal flusso dei gas di scarico. La potenza è immediatamente disponibile quando il conducente accelera – si tratta di una sensazione particolarmente emozionante in fase di partenza. L’EAWS è un’ulteriore innovazione Audi. Il suo elemento centrale è un motore elettrico che, durante la guida in rettilineo, disaccoppia le due metà della barra stabilizzatrice, consentendo un eccellente comfort di rotolamento. Se viene adottato uno stile di marcia sportivo in curva, il motore ruota i tubi uno contro l’altro, determinando un handling più rigido.
Audi sta attualmente introducendo nella produzione di serie le tecnologie 48 volt e MHEV con grande determinazione. Entro pochi anni verranno dotati del nuovo sistema di ibridizzazione mild-hybrid altri modelli Audi. Con nuove architetture sarà possibile ottenere una potenza e una coppia ancora maggiori e nuove funzioni consentiranno un maggiore risparmio energetico. Nel medio periodo il Marchio intende convertire gruppi ausiliari quali pompe e compressori al funzionamento a 48 volt – in tal modo queste utenze potranno essere gestite in maniera ancora più precisa in funzione del fabbisogno e presenteranno una struttura più leggera e compatta. Lo stesso vale per le grandi utenze statiche per il comfort, come il riscaldamento del lunotto o gli impianti audio. Le piccole utenze, come le centraline di comando o i gruppi ottici, al contrario, resteranno su una rete a 12 volt anche nel lungo periodo.
Avanzamento a energia elettrica e potente Boost: Audi Q8 sport concept
Il Marchio ha mostrato le grandi potenzialità dei sistemi MHEV con il concept Audi Q8 sport, presentato al Salone Internazionale dell’Automobile di Ginevra 2017. L’alternatore-starter montato tra albero motore e cambio eroga 20 kW e 170 Nm. In fase di decelerazione, il potente sistema MHEV può recuperare grandi quantità di energia e ricaricare così la batteria agli ioni di litio.
Alle basse velocità è in grado di alimentare da solo il SUV sportivo. Con la modalità Boost del motore a combustione 3.0 TFSI, sono disponibili complessivamente fino a 700 Nm.
La rete a 48 volt di Audi Q8 sport concept include, oltre all’alternatore-starter integrato, un compressore elettrico (EAV). Questo annulla il turbo lag, consentendo una configurazione più grande e potente del mono turbocompressore twin scroll. Con una potenza di sistema di 476 CV (350 kW) la show car accelera da 0 a 100 km/h in 4,7 secondi, raggiungendo una velocità massima di 275 km/h. Il sistema MHEV abbassa i consumi del concept di circa 1 l/100 km.
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