Volkswagen riparte dall'ibrido 48V con compressore elettrico

La casa dei Quattro Anelli spinge forte sull'elettrificazione e pensa di applicarla non soltanto alle vetture ibride ma anche alla sovralimentazione e perfino alle sospensioni che recupereranno energia dalle buche! Proposte interessanti (pensate alle strade di molte città italiane) che quindi meritano un approfondimento.

48 VOLT, LA CHIAVE PER L'EFFICIENZA – Un'elettrificazione leggera è già possibile con i classici impianti a 12 V ma le possibilità maggiori si possono concretizzare con gli impianti a tensione quadrupla, per motivi che vale la pena di esaminare brevemente. Negli apparecchi a corrente continua – e gli impianti elettrici dei veicoli sono alimentati con questo tipo di energia elettrica – la potenza messa in gioco è esprimibile semplicemente moltiplicando la tensione di alimentazione per la corrente assorbita, che si esprime in ampere (A). A parità di potenza, quindi, ad un aumento della tensione corrisponde una parallela diminuzione della corrente che attraversa l'utilizzatore: se la classica alogena da 55 watt richiede 4,58 ampere a 12 volt, la corrente scenderebbe a 1,14 A con i 48 volt: per confronto, la porta USB 3.0 di un PC eroga 1 ampere. Diminuire la corrente minimizza le perdite nei cavi e negli utilizzatori stessi e quindi alleggerisce i cablaggi (si possono usare conduttori più sottili), aumenta i rendimenti e permette di usare utenze più potenti, come i compressori ad azionamento elettrico già annunciati da Audi per il 2017. Quella che era un'anticipazione è ora una strategia ben delineata che elenca passi precisi, in termini sia tecnologici sia temporali.

IN 10 ANNI ELETTRIFICO TUTTO – In circa 10 anni Audi doterà tutti i nuovi modelli (eccezion fatta per la e-tron basata sulle classiche batterie ad alto voltaggio) dei nuovi sistemi che renderanno le vetture mild-hybrid, ossia con una piccola potenza data dai motori elettrici. Il percorso verso questo obiettivo inizia già dal 2016, con un nuovo modello il cui impianto elettrico sarà parzialmente a 48 Volt: questa tensione verrà infatti utilizzata soprattutto per il compressore elettrico (la cui girante verrà quindi azionata da un motore elettrico e non dalla classica turbina energizzata dai gas di scarico, con un turbo-lag praticamente inavvertibile) e per l'azionamento elettromeccanico delle barre antirollio. Quest'ultima applicazione – battezzata eAWS, ElectroMechanical Active Roll Stabilization, è concettualmente simile al Porsche Dynamic Chassis Control che ha, però, un azionamento idraulico – prevede di dividere a metà le barre antrirollio; le estremità delle semi-barre sono collegate ad un gruppo planetario a tre stadi azionato da un motore elettrico che può applicare una coppia fino a 1.200 Nm. Nella guida disimpegnata il gruppo è bloccato e le due semi barre lavorano normalmente – ossia grazie alla loro elasticità – e garantiscono un alto comfort ma se si cerca un'andatura sportiva il motore elettrico applicherà torsioni opposte che “alzeranno” le ruote esterne alla curva abbassando quelle interne (la correzione è applicata indipendentemente all'anteriore e al posteriore), con il risultato di un assetto piatto grazie alla minimizzazione del rollio.

QUANDO LA BUCA È BENVENUTA – Questi motori assorbono una potenza di picco di 1,5 kW ciascuno, una “sventola” che è sicuramente gestibile da quell'impianto a 48 volt che dovrà anche fornire (fortunatamente soltanto nei transitori che precedono l'entrata a regime del classico turbo) circa 7 kW al compressore elettrico. Il sistema lavora anche come generatore: la barra ruotata dal movimento della ruota su una buca fa girare il motore che funziona da produttore di energia: Audi dichiara che nella marcia costante su terreno accidentato il fabbisogno dell'eAWS potrebbe in pratica annullarsi. Ancora più innovativo è il sistema eROT, che introduce ammortizzatori non lineari ma rotanti: gli scuotimenti delle sospensioni mettono in rotazione, tramite una robusta leva e degli ingranaggi, dei motori elettrici che possono funzionare da generatori la cui potenza media è di 150 W, ottenuta mediando i 3 watt delle lisce autostrade tedesche con i 613 watt di una strada dissestata. Quest'energia, accumulata in una batteria, può migliorare l'efficienza del motore termico e diminuire le emissioni di CO2 di circa 3 g/km. Ovviamente è possibile controllare elettronicamente lo smorzamento pilotando opportunamente la macchina elettrica e coniugando così comfort e tenuta di strada. Se da un lato Audi ha presentato vetture-laboratorio come la TT clubsport turbo (2.5 TFSI 5 cilindri con doppio compressore elettrico, turbocompressore e 600 CV/650 Nm) e la RS 5 TDI (un compressore elettrico e un doppio turbo potenziano il TDI V6 3.0 fino a 435 CV/800 Nm), dall'altro l'elettrificazione dei modelli di serie passerà prima attraverso l'azionamento elettrico (più efficiente e modulabile) di pompe e compressori vari e l'adozione di alternatori/motori da circa 1 kW a 12 V che recupereranno energia in frenata (con una potenza di ricarica della batteria al Litio fino a 5 kW), avvieranno il motore e lo sosterranno nelle accelerazioni con risparmi nel consumo di circa 0,4 litri/100 km. Il passaggio ai 48 V permetterà di usare alternatori-starter da 12 kW, che grazie all'aumento sia dell'assistenza al motore termico sia del recupero dell'energia in frenata (che è possibile anche con il KERS o con il sistema ibrido idraulico proposto da Bosch e PSA), potrebbero portare a risparmi fino a 0,7 l/100 km. come se non bastassero tutte queste novità, Audi annuncia poi che i sistemi di accumulo delle sue nuove piattaforme possono essere usati come fonte di corrente sia nelle stazioni di ricarica sia come buffer per le fonti rinnovabili, anche per l'abitazione del proprietario: saranno quindi compatibili con le Smart Grid delle città.