LEGO e sfrontatezza – episodio 2
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Grazie alla sua competenza nel settore dei veicoli elettrici, alla sua esperienza in Formula 1 e avvalendosi di team di ingegneri, sviluppatori e collaudatori entusiasti e appassionati, Renault ha sviluppato la sua innovativa motorizzazione ibrida E-TECH. Ciò che forse non tutti sanno è che è stata ideata e messa a punto in un modo al tempo stesso insolito e molto stimolante. Ahmed Ketfi-Cherif, Architetto di Sintesi Meccatronica Renault, ricorda il periodo in cui è stato necessario trasformare il modello concettuale in LEGO in una motorizzazione ben reale.
DI EMMANUEL GENTY
Superato il momento della soddisfazione, è quindi arrivato quello della sfida: dare forma e vita alla futura motorizzazione ibrida E-TECH. Nicolas Fremau, l'ideatore del prototipo in LEGO, si è quindi rivolto a diverse persone del suo entourage professionale, per verificare che l'innovativo sistema senza frizione che aveva immaginato fosse effettivamente all'altezza, nell'uso pratico, di ciò che i clienti avevano il diritto di aspettarsi in termini di prestazioni. E in particolare ad Ahmed Ketfi-Cherif, specialista del controllo, per verificare che le transizioni tra le diverse modalità di funzionamento immaginate (all'epoca «città», «strada» e «autostrada») fossero possibili con semplici denti di innesto.
Passare dall'avventura dei LEGO alla realtà è stata una sfida enorme. Dal punto di vista umano, mi ha dato tantissimo.
NECESSITÀ DI LEVIGATURA
Il crabot è quindi l'elemento al centro delle riflessioni. Questo componente sostituisce sia un pignone che un anello di sincronizzazione in un sistema senza frizione. Il cambio a denti è un cambio che offre un ottimo rendimento grazie alla riduzione dei componenti che sfregano tra loro all'interno. Questa tecnologia è utilizzata nell'automobilismo sportivo, dove la sua mancanza di fluidità non è un problema. Al contrario, sui modelli di serie, è fondamentale garantire cambi di marcia fluidi, pena la perdita della clientela.
«In Formula 1 si usano abitualmente i crabots per i motori da competizione. Ma si trattava di qualcosa di completamente nuovo per un motore destinato al "grande pubblico". Bisognava rendere questo dispositivo facile da usare per il signor e la signora Tutti», spiega in parole semplici Ahmed Ketfi-Cherif.
Il che non era affatto scontato, poiché i denti a cricchetto piatti utilizzati in Formula 1, pur funzionando meglio nel tempo e risultando a priori più affidabili rispetto ad altri tipi di denti a cricchetto, come quelli «a tetto», presentano anche lo svantaggio di rischiare di innestarsi meno bene. Bisognava trovare il trucco che rendesse più fluido il sistema.
HSG: LA SCELTA INTELLIGENTE
L'idea, subito approvata da Ahmed Ketfi-Cherif, è stata quella di aggiungere un secondo motore elettrico al sistema ibrido E-TECH in fase di sviluppo: «Il suo ruolo è quello di sostituire i sincronizzatori di un cambio tradizionale per facilitare l'innesto dei denti e quindi il cambio di marcia. Funzionando in sinergia con il motore elettrico di trazione, permette una regolazione molto precisa della velocità di rotazione del cambio per cambiare marcia senza scatti. » Ahmed e Nicolas Fremau aggiornano il modello in LEGO con questa soluzione e avviano i test al banco e su strada. Ciò permette loro di constatare che questo secondo motore elettrico, di tipo HSG (High-voltage Starter Generator, o motorino di avviamento ad alta tensione), apporta ulteriori vantaggi al sistema. La sua coppia immediata permette infatti di rendere più fluida l'accelerazione a bassa velocità per evitare qualsiasi sensazione di interruzione della coppia al momento del cambio di marcia. Sempre alle basse velocità, permette al sistema di funzionare in modalità «ibrida in serie» per un maggiore comfort e una maggiore fluidità. Senza bisogno di molta energia immagazzinata, il che ha permesso di ridurre la capacità della batteria e di eliminare la presa di ricarica.
"La futura motorizzazione E-TECH, originariamente ibrida ricaricabile, era appena stata lanciata anche nella versione ibrida ‘tradizionale’. Le possibilità di impiego all’interno della gamma si erano così moltiplicate!" Ahmed Ketfi-Cherif
FUNZIONA DAVVERO
Al termine di questi test, i team di sviluppo della motorizzazione E-TECH erano rassicurati: ciò che funzionava nei modelli LEGO e nelle simulazioni funzionava anche «nella realtà». E addirittura «estremamente bene», precisa Ahmed Ketfi-Cherif. Ma non era ancora tutto risolto. Bisognava ancora ottimizzare il funzionamento del sistema alle alte velocità e, soprattutto, trovare la cornice che permettesse di presentare E-TECH ai giornalisti e al grande pubblico.