Best Engine | GKN e-TwinsterX la soluzione geniale per l’ibrido

La via verso l’elettrificazione è tracciata e non si torna indietro. Tutti i brand o quasi stanno adottando tecnologia sia full elettrico, ma anche passaggi graduali dalla meccanica pura attraverso l’adozione di sistemi ibridi più o meno complessi. Come abbiamo anticipato subito dopo il Salone di Francoforte dove c’era una grossa presenza di aziende che producono componentistica ed ingegnerizzazione per i grandi brand dell’automotive, tutti hanno all’interno dei loro cataloghi propongono una driveline che consente di produrre a costi relativamente bassi vetture ibride o completamente elettriche. Un elemento che è praticamente usato da tutti i produttori è il comparto motore, trazione elettrico adattabile all’asse delle vetture dove non c’è trazione. In particolare alcune soluzioni prevedono la progettazione dell’intero comparto sospensioni per adottare il motore elettrico e differenziale, altri possono essere abbinati ad ogni tipo di telaio con leggere modifiche di progettazione delle geometrie dei componenti dell’asse. Uno dei produttori che ha fatto un deciso passo avanti in questo campo è GKN, con la presentazione del sistema e-TwinsterX

Il sistema è composta da un motore elettrico, abbinato ad un cambio a doppia velocità ed un differenziale a doppia frizione che funge da torque vectoring. Detta così sembra ne più e ne meno lo stesso sistema che già usano i maggiori concorrenti, ma la GKN ha lavorato riducendo le dimensioni complessive creando un componente che ha tutti i tre gli elementi in linea su un solo asse. Un vantaggio di compattezza, di peso ridotto e di versatilità unico nel panorama di questo tipo di elementi. La compattezza del sistema consente all’eTwinsterX di essere montato su entrambi gli assi per trasformare un veicolo a singola trazione in trazione integrale, indipendentemente che all’origine sia anteriore o posteriore,  con un molteplici vantaggi dinamici e di sicurezza. La vera potenzialità è quella di poter trasformare la maggioranza dei veicoli oggi in produzione e di prossima diffusione in ibridi sfruttando la doppia motorizzazione su due assi riducendo al minimo l’intervento del motore endotermico migliorando l’efficienza del sistema nel suo complesso.  Inutile dire che la naturale applicazione dell’eTwinsterX è per i SUV sostituendo il differenziale posteriore  con pochissime modifiche allo schema sospensivo già esistente. In questo modo un SUV assolve alla sua funzione di trazione integrale, la quale  avviene in modo elettrico combinato, migliorando anche la dinamica di guida grazie all’azione differenziata sulle singole ruote.

La vera novità assoluta dell’eTwinsterX è il suo cambio abbinato a due marce.  Il sistema sfrutta una marcia ridotta per avere un maggiore spunto in partenza per per vincere l’inerzia dovuta peso del veicolo quando parte da fermo, garantendo un accelerazione ottimale. La seconda marcia  serve ad ottimizzare il funzionamento del motore elettrico che viene messo nelle condizioni di lavorare sempre nel regime ottimale per l’erogazione di coppia ed efficienza, anche con un incremento della velocità costante e regolare senza eccedere con il salire di giri.  Il sistema può gestire fino al picco massimo di  3.500Nm, con un rapporto di marcia di  1:17. Il fatto di avere tutti i componenti disposti in modo coassiale ha consentito di rinunciare al classico albero di rimando per portare la  trazione alle ruote migliorando in modo sostanziale le perdite per attrito. L’e-TwinsterX lavora cambiando velocità in modo dolce ed impercettibile, grazie ad un lavoro di affinamento ed ottimizzazione del comparto frizioni del cambio a doppia velocità.

Il controllo della coppia tre le due ruote è affidata al Torque Vectoring che usa due frizioni, ognuna delle quali è grado di gestire fino 2.000 Nm per lato,  direzionando la coppia alle ruote esterne in funzione delle necessità. Il Torque Vectoring così concepito consente di rinunciare di fatto al differenziale classico, riducendo peso e migliorando la compattezza del sistema,  assicurando comunque la massima trazione in strada e fuoristrada con un blocco che a detta dei tecnici presenti a Francoforte può arrivare anche al 100% come succede con i differenziali meccanici quando necessita di off road estremo. Il Torque Vectoring controlla la coppia che arriva alle ruote in percorrenza di curva, quando il conducente toglie gas, il sistema stabilizza il veicolo, creando le condizioni di sottosterzo indotto molto più semplice da controllare per ogni tipologia di conducente. Un altro aspetto importantissimo è la possibilità di recupero di energia cinetica in frenata che può essere riutilizzata in fase successiva.

In fase di partenza c’è una maggiore stabilità di trazione soprattutto su fondi differenziati, oppure per gestire gli eccessi di potenza che possono creare fenomeni di sbandamento in trazione da fermo.  Questa  tecnologia può fornire anche un’efficace controllo dello slittamento limitato, con la differenza che al posto di frenare la ruota con eccesso di coppia si può accelerare quella che ne ha di meno. Utilizzando un’architettura con assale a doppio motore elettrico indipendente, è possibile programmare una gamma di differenti effetti dinamici e funzioni anche per l’off-road, mediante un controllo dell’azione separata sulle ruote. La grande versatilità dell’eTwinsterX consente di viaggiare in completa modalità elettrica,  con la sola trazione posteriore, oppure come ibrido integrale bilanciando la trazione tra anteriore e posteriore in base alle necessità migliorando il consumo di energia in funzione delle necessità anche spegnendo il sistema sull’asse posteriore restando solo con trazione anteriore.

Dal punto di vista dinamico il controllo per i veicoli con una caratterizzazione più sportiva l’eTwinsteX può decidere di dare prevalenza ad un comportamento sottosterzante o sovrasterzante e seconda delle necessità senza che il conducente avverta il passaggio in modo brusco.  Nel caso venga utilizzato per vetture completamente ad alimentazione elettriche gli interventi possono essere ancora più accurati e differenziati da ruota a ruota, per un controllo assoluto della dinamica del veicolo. Per esempio  può produrre una coppia negativa per rallentare una singola ruota del veicolo usando la frenata in modo rigenerativo, assicurando una quantità di energia più elevata ed un suo utilizzo più efficiente, il tutto per migliorare l’autonomia delle batterie.

Se qualcuno pensa che tutto ciò sia deleterio per il divertimento alla guida, I tecnici GKN assicurano che il maggiore controllo dei sistemi permette ad un  pilota esperto di trovare comunque il modo di sfruttare al meglio l’elettronica per superare i limiti analogici dovuta alla percezione dei propri sensi e la lentezza nel percepire le sensazioni che trasmette il telaio, mentre gli altri utenti apprezzeranno la stabilità, la trazione e la semplicità di guida anche in condizioni limite, a prova di Alce. La forza del sistema eTwinsterX per il suo costo ridotto, e la sua compattezza può aiutare l’industria dei motori elettrici a sua volta a creare propulsori più piccoli ed efficienti. Ad oggi l’eTwinster garantisce una potenza aggiuntiva che va dai 60Kw (81cv) agli 80kW (110cv) per 10kW/h, garantendo una percorrenza in full elettrico che va dai 30 ai 50km. In futuro, con batterie più piccole e più potenti tale potenza ed autonomia aumenterà, già sono allo studio sistemi con potenze di 100Kw (136cv) a 150kW (200cv). La diffusione a tappeto di questo tipo di sistemi, sta nel fatto che  una nuova tecnologia per essere accettata dagli utenti, deve avere costi, facilità di utilizzo ed anche piacere nel guidarla, oltre che sicurezza, pari alla tecnologia esistente. Una volta che il punto di pareggia sarà raggiunto, e le infrastrutture di ricarica saranno disponibili come le odierne stazioni di servizio, allora il sistema vedrà il suo massimo utilizzo, intanto si continua ad evolvere. Il sistema eTwinsterX è un passo deciso che costringerà anche altri produttori di componentistica ad adeguarsi ed a loro volta provare ad andare avanti con lo sviluppo.

Ad oggi l’eTwinsterx è utilizzato da SUV di grossa taglia ibridi dome la Volvo V90 nella versione T8, abbinato al motore T6 turbo  che raggiunge e gestisce circa 400cv, vettura che avremo modo di provare, ma una versione semplificata è prevista anche per la BMW per la gamma i8 abbinato al 1.5 litri 3 cilindri turbo per ottenere la massima potenza, ed infine dimostrazione di quanto il sistema sia versatile ed adatto anche alla guida al limite usato dalla Porsche 918 Spider, una delle Ipercar più veloci del mondo. GKN con l’eTwinsterX dimostra che anche i brand che hanno un certo ritardo tecnico nello sviluppo di sistemi ibridi ed elettrici possono affidarsi ad aziende leader nella progettazione e realizzazione ammortizzando costi, e riducendo i tempi di recupero sulla concorrenza.

Daniele Amore

 

 

 

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