Non capita spesso di provare un prototipo così potente ed innovativo. Ecco Hi ZEV spinta da 3 motori elettrici per 350 kW di potenza promosso dal polo Mobilità Sostenibile de La Sapienza. Una prova esclusiva per una GT unica…
Da sempre le performance hanno stimolato la pura fantasia progettuale di ingegneri ed addetti ai lavori. Il Motorsport quale “bacino dinamico di crescita funzionale” ma, soprattutto la scoperta di nuove e possibili frontiere tutte da scoprire. In tal senso l’avvento dell’elettrico, appare come un mondo nuovo, con nuove sfide al suo interno e con un bagaglio tecnico tutto da sperimentare, tenendo presente che, attualmente, la tecnologia ha fatto passi enormi per un futuro a zero emissioni.
L’elettrico, una fetta sempre più ampia nell’Automotive…
Oggi l’elettrico rappresenta ancora una fetta ridotta dell’Automotive (in termini di vendite assolute), ma lo sviluppo di nuovi modelli ma soprattutto di innovazione e tecnologie, deve far ben sperare verso delle realtà molto concrete. Lo dimostra la Formula E, un successo totale per idea ed interesse che sta riscuotendo nel caldo e sempreverde mondo del Motorsport, attento ai cambiamenti ed ai mutamenti tecnici con occhi puntati verso un allargamento della forbice legata all’elettrico quale mobilità alternativa.
Progetto Hi ZEV, tutto nasce dentro al made in Italy
E la creatività made in Italy non poteva farsi attendere né mancare ad un appello così intrigante e creativo… Il Progetto Hi ZEV quindi nasce da tutta una serie di “mutamenti tecnologici” che hanno invogliato i partner ad esso collegato, primo tra tutti il polo madre dell’intera operazione, ovvero quello legato alla Mobilità Sostenibile della Sapienza, parte attiva del progetto stesso.
Un test esclusivo a bordo di una GT esclusiva…
L’idea concreta è quella che ho avuto il piacere di provare in esclusiva, una vettura/prototipo – Hi ZEV appunto – che è ancora in fase sperimentale ma che già ha tante carte per raggiungere presto obiettivi assolutamente importanti. Tutto nasce dall’idea di una vettura GT in doppia versione: una ibrida e questa bellissima full elettrica spinta da 3 motori interconnessi tra loro e capaci di performance davvero esaltanti come leggerete nell’intervista.
VIDEO INTERVISTA ALL’ING. FILIPPO MOSCARINI/ISAM
L’Ing. Filippo Moscarini: “Siamo già dentro al futuro del Motorsport…”
Un test intenso questo qui all’ISAM, sotto gli occhi attenti dei tecnici e dell’Ing. Filippo Moscarini/ISAM di Anagni che crede fermamente in questo progetto: “Il nostro Istituto lavora da oltre 62 anni nella sperimentazione e nella ricerca Automotive – spiega l’Ing. Moscarini -, siamo quindi ben felici di operare con l’Università ed il POMOS, quindi con tanti giovani e, la nostra speranza, è quella che questi ragazzi possano lavorare su molti progetti del futuro. Sviluppare una vettura del genere è innovazione pura e quindi è massima la soddisfazione anche per me. Amo apprendere da sempre e vedo che le cose si muovono in fretta oggi, anche e soprattutto nel Motorsport, dove l’elettrico è solo all’inizio ma potrà ben presto entrare di prepotenza non solo come già fatti nella Formula E, ma anche in altre specialità del racing…”
L’INTERVISTA: IL PROF. FABIO MASSIMO FRATTALE MASCIOLI RACCONTA Hi ZEV
Che cos’è questo progetto e da dove nasce?
“E’ un progetto concepito oltre dieci anni fa promosso da noi del Polo Mobilità Sostenibile della Sapienza – spiega il Prof. Frattale Mascioli, docente Teoria dei Circuiti ed Elettrotecnica presso l’Università La Sapienza di Roma oltre che Responsabile del Polo Ricerca Mobilità Sostenibile – questo per spingere in avanti la frontiera della ricerca e dell’innovazione tecnologica nell’ambito della mobilità elettrica pensando, fin da subito, ad un veicolo ad altissime prestazioni. Quindi confrontandoci con quello che era allora il top dell’automobilismo e non pensando al piccolo e classico veicolo elettrico, oggi molto cambiato nel concetto di base”.
Parliamo dei primi passi del progetto…
“La prima cosa che abbiamo fatto è andare a vedere quello che c’era in giro di buono e, all’epoca, TESLA rappresentava per noi un allineamento con il nostro pensiero high performance, vettura che nasceva sulla base Lotus Elise. Volevamo però spingere ancora più in alto la nostra asticella e quindi concepimmo due veicoli, uno ibrido, con motore termico posteriore e motore elettrico anteriore ed uno full elettrico integrale multimotore per il massimo controllo della coppia”
Entriamo allora all’interno del progetto Hi ZEV
“Samo partiti da un foglio bianco perché allora il mondo dell’elettrico era molto diverso e la componentistica decisamente più rara mentre i motori non ancora sviluppati al massimo senza dimenticarci della scarsa durata delle batterie… Ci trovammo davanti a tutta una serie di compromessi da compiere, anche se l’obiettivo finale da raggiungere su Hi ZEV full elettrica era quello di avere un motore elettrico indipendente su ogni ruota e questo per il controllo pieno dell’assetto vettura.
Nella versione poi realizzata, siamo arrivati ad un ulteriore compromesso visto che le due vetture devono condividere il treno anteriore, quest’ultimo equipaggiato con motore elettrico anteriore dotato di differenziale meccanico. L’area posteriore invece rispetta la posizione nativa del nostro progetto, ovvero due motori elettrici accoppiati connesse alle ruote per mezzo di semiassi. Questo ci consente oggi di sperimentare un controllo di assetto attraverso l’analisi dei flussi di potenza sui vari inverter, controllando così la coppia di ogni singolo motore, specie sul treno posteriore dove possiamo sfruttare una torque vectoring molto raffinato sulle due ruote”.
Progetto ambizioso al 100%, quali sono state le problematiche di sviluppo?
“Problematiche su un power train che nasce per un’elevata potenza, visto che parliamo di ben 350 kW, pochi non sono… Ricordo che motori brushless come quelli da noi utilizzati, possono avere, pur se per pochi istanti, potenze anche raddoppiate, situazione che richiede correnti molto elevate. Quindi s’intuisce che il problema principale è quello elettrico e quindi si deve stabilire un corretto dimensionamento della componentistica, cosa che dieci anni fa non era propriamente possibile in tal senso. Siamo dovuti ricorrere ad una ricerca molto raffinata delle sotto parti, alcune delle quali inventate ad hoc per l’occasione.
Oggi le cose sono molto cambiate e la strada è anche quella di un certo adeguamento agli standard. Il nostro è un prototipo allo stato puro, ma, nell’ottica di trasformarlo poi in un’opera riproducibile, anche se in piccole serie, non possiamo realizzare un qualcosa di alieno ma la scelta dei parametri della componentistica si avvicinano gioco forza al settore automotive, come nel caso della tensione di lavoro a quota 400V nominali, quindi tipica della produzione attuale. Stessa cosa per i sistemi di ricarica, che vanno in quella direzione ed è previsto che la nostra vettura possa sfruttare sia ricarica AC con caricabatterie da 9 kW, che una ricarica rapida, altro nostro settore di sviluppo, utilizzando protocolli standard da 50 kW, il che significa tempi di ricarica extra rapidi”.
E allora parliamo dello schema progettuale della vettura…
“Lo schema della full elettrica, prevede come dicevo prima due motori posteriori gemellati, motori che nascono per avere un’elevata coppia, detti pure pancake, accoppiati alle ruote con semiassi e due inverter separati, quindi completamente autonomi dal punto di vista elettrico, ma uniti nel lavoro dal software nel caso della gestione dell’acceleratore, della coppia e della potenza.
S’intuisce che a questo punto il differenziale è del tutto automatico senza quindi interporre un sistema meccanico anche se, l’elemento più importante ancora in fase di sviluppo, è il controllo molto raffinato della trazione attraverso tutta una serie di sensori che registrano la velocità angolare delle ruote ad esempio o la coppia, qualora una ruota perdesse aderenza in curva. La novità del sistema, sta nel fatto che gli altri sistemi meccanici comuni lavorano per sottrazione di forza (come nel caso dell’intervento delle pinze freno ndr) mentre il nostro lavora anche in addizione di potenza e questo è un grado di libertà notevolmente in avanti”.
Quindi un mare di coppia nelle unità?
“Questi motori hanno, nel caso dei posteriori, una coppia molto elevata, peso ed ingombri molto ridotti ma una coppia di ben 700 Nm per motore. Quello anteriore invece, specie in questa parte dello sviluppo, è un compromesso visto che come spiegavo si tratta di un’unità condivisa con la vettura ibrida. Sviluppa 150 kW e c’è un differenziale racing meccanico ma non è escluso che potremo prevedere anche sull’asse anteriore le unità montate al posteriore e quindi con una trazione integrale completa con software che gestirà sia la ripartizione di coppia per ogni assale, sia lo spostamento di coppia tra anteriore e posteriore. Cosa relativamente più semplice per i motori elettrici da mettere a punto e che si trasformerebbe in un controllo di trazione decisamente unico e raffinato”.
Il software di gestione è opera vostra?
“Dobbiamo parlare di due livelli di controllo: c’è un livello di controllo insito negli inverter abbinati ai motori, oggi particolarmente evoluti, come nel caso di quelli posteriori che sono già predisposti per lavorare in coppia. Poi c’è il livello superiore molto più sofisticato a monte degli inverter, nel nostro caso oggi 3 che poi arriveranno a 4, che va sviluppato in proprio visto che in giro non esiste un gran che… Questa è la parte che più ci interessa oggi, perché consentirà un controllo di tutti gli inverter e dei flussi energetici che arrivano dalla richiesta del pedale acceleratore da parte del pilota; a secondo dell’inclinazione del pedale, assetto vettura, grazie a sensori di bordo dedicate, angolo di sterzo, livello morfologico della pista, tutte indicazioni che il software di gestione globale gestirà, smistando così i flussi di potenza sui vari inverter”.
Toccando…terra, chi sarà il vostro cliente tipo che acquisterà questa vettura?
“In questa domanda torniamo alla concezione di questo progetto, ambizioso sia nell’obiettivo tecnologico che nella composizione del team di lavoro, perché questo è un progetto nazionale denominato Industria 2015, misura decisa allora dal Ministero, quindi un pacchetto istituzionale che prevedeva un partenariato di circa 100 soggetti – pubblici e privati – e composto di piccole ma dinamiche società che realizzano componentistica ed altre esperte del mondo auto… Come nel caso della pista ISAM di Anagni dove stiamo svolgendo tutti i nostri test dinamici, ma anche partner originali come nel caso della Rainbow, che realizza cartoni animati ma che è particolarmente audace nella grafica 3D e che quindi ci ha aiutato nella realizzazione dei concept vettura. E poi c’è la Picchio, Motorsport pura per tradizione. L’idea post prototipale è però quella di ottenere una versione stradale Grand-AM della Hi ZEV ricavata da questa che hai provato e questo per entrare in un mercato di nicchia con un Gran Turismo futurista nell’alto di gamma, il tutto interamente progettato in Italia”.
E per la versione Motorsport che destinazione potrebbe valutare?
“La Picchio ha una grande tradizione storica in tal senso, anche se ha sempre realizzato vetture con motore termico. Ma, pian piano, si è convinta del full elettrico al punto che si è convinta nel portare probabilmente questa vettura nelle gare in salita. Quindi entrare nel racing che certo non è la Formula E ma che sarà alla portata delle PMI che sono esperte ed aggressive nel settore elettrico”.
A tal proposito, cosa pensa della Formula E?
È ovvio che per noi malati della mobilità elettrica la cosa ci è sempre piaciuta… Credo che rappresenti davvero più di quanto rappresenti la Formula 1 nel mondo dell’auto quotidiana, quindi un bel traino per tutto il settore elettrico che è ancora embrionale. Ma vediamo che tutte le Case automobilistiche impegnate nell’elettrico di produzione, sono pure impegnate nella Formula E. Ma non dobbiamo trascurare tutto il mondo del Motorsport con tutte le sfaccettature del caso da cui attingere per altre discipline oltre alla Formula E, il tutto rappresenta una frontiera di innovazione per noi perché nel racing tutto è stressato al massimo se parliamo della parte innovativa…”
Quanto costerà la vettura?
“Domanda a cui è difficile rispondere ma allo steso tempo può essere molto semplice! Il prezzo è legato alla disponibilità dei componenti oltre che al numero di vetture da realizzare. Va considerato anche che, nel corso degli anni, i costi della componentistica è drasticamente sceso di tanto, compreso quello del pacco batterie Ioni Litio, collo di bottiglia e tormento dell’auto elettrica, ma che oggi sono nettamente migliorati nelle performance, in tutto questo possiamo ipotizzare ad un prezzo pari ad una Gran Turismo termica forse un po’ più alto compreso attorno ai 150.000/200.000 euro.
COME VA Hi ZEV: un test che racconta tutto il potenziale dell’elettrico…
Salire a bordo della Hi Zev è come immergersi ed integrarsi nel lavoro di sviluppo di un prototipo assoluto. Prime forme di movimento per un veicolo che segna un’eccellenza progettuale tutta “nostrana” e che ha tante carte vincenti da sfoggiare. Mi siedo al posto di guida e mi sento già nel futuro del racing: attorno a me tanti fili e cablaggi, fascette ed interruttori creati ad hoc, insomma un vero “laboratorio dinamico” su ruote elettriche.
Abitacolo spartano, segno che qui dentro si fa sul serio…
Hi ZEV è una GT e, come tutte le vetture racing, anche l’abitacolo lascia spartano del prototipo, lascia intendere cosa diventerà quando il progetto sarà pronto per l’industrializzazione, anche se mi piace pensare più alla cura del montaggio per una cerchia molto ristretta di fortunati che acquisteranno questa vettura da sogno… La posizione del volante e gli interruttori legati alla procedura di partenza sono tutti “volanti” ma è proprio questo a rendere ancor più intrigante questo breve test.
Allacciate le cinture a 5 punti, posiziono l’interruttore di marcia, posizionato sul volante, su Avanti (ha tre posizioni con Neutral, Avanti e Retromarcia), poi basta premere l’acceleratore con un pelino di decisione e la vettura inizia a spostarsi, rigida e diabolica come avevo già intuito quando era ferma nel suo box…
Attorno il silenzio, abbracciati dal sibilo aggressivo della potenza elettrica
La presa di contatto è del tutto unica: attorno silenzio se non per il sibilo dei motori elettrici a cui mi sto già abituando, sibili che significano in questo caso tanta potenza ed un’accelerazione brutale ed aggressiva se si preme a fondo il pedale gas. Lo sterzo è duro tra le mani, ma c’è ovviamente il servosterzo elettrico, ora staccato per aumentare la durata della batteria e questo rende ancor più vivace e “di forza fisica” l’approccio con Hi ZEV. Mi piace sentire la vettura incollata a terra, mi piace lo sterzo tagliente e diretto tra i cordoli e mi affascina sapere che a breve potrò spingere a fondo il gas. L’accelerazione è cattivissima, nessun ritardo, nessuna incertezza ma solo tanta potenza sotto al piede, tutta da gestire, specie in uscita dalle curve strette dell’ISAM.
Coppia mostruosa per questi 4 motori pancake
I motori spingono forte e di coppia ce n’è un mare oceanico ed immagino quando la vettura sarà a punto nel software di gestione della potenza sulle 4 ruote cosa potrebbe scaturirne… La coppia motrice appare lineare e spaventosa da 0 a full gas e questo si rivela l’arma vincente del full elettrico che non ha buchi o incertezze nell’erogazione della potenza ai medi ed in allungo. La percezione immediata quindi è che, questo prototipo, ha un margine di sviluppo enorme dal punto di vista elettronico e dell’integrazione/lavoro del software di gestione, specie se parliamo del traction control e della torque vectoring, ampiamente regolabili anche in base al pilota ed alla tipologia di tracciato.
Sarà per pochi fortunati, ma per tutti rimane un prodotto estremo tutto italiano
Un ultimo giro, giusto il tempo di affrontare sia il curvone che la insidiosa “esse” dell’ISAM e comprendere che questa è davvero la nuova frontiera del Motorsport, come ha già ampiamente dimostrato la Formula E. Bello pensare però che, Hi ZEV, potrebbe trovarsi a proprio agio nella gare in salita per via della coppia motrice e la progressività d’acciaio della sua elevata potenza. Potenza che sarà disponibile insieme a tutto il “pacchetto” Hi ZEV destinato alla produzione delle vetture stradali per pochi fortunati possessori di un’innovazione che amplia sempre più i propri confini…
(Foto & Video LEONARDO DI GIACOBBE)
IN COLLABORAZIONE CON:
