E-TECH 4×4 300 ch: le sfide di un E-Tech «super ibrido» su misura

Il 18 giugno 2023 siamo al Salone di Le Bourget in occasione della primissima presentazione alla stampa della nuova Renault Rafale E-Tech da 200 ch. Luca de Meo, CEO del Renault Group, svela il nuovo modello di punta del marchio con queste parole:

«Con Rafale, riportiamo Renault a uno dei suoi vecchi sogni: dimostrare che il marchio è in grado non solo di guadagnare quota, ma anche di fare un giro sulle vette del mercato». Luca de Meo

Questo enigmatico “giro di pista” si sarebbe concretizzato nel novembre 2024 con i test per la stampa della versione “ad alte prestazioni” del Rafale, denominata E-Tech 4x4 300ch.

La vocazione della Renault Rafale è chiara: incarna l’ambizione dichiarata di Luca de Meo di posizionare i prodotti nei segmenti di fascia alta del mercato, affermandonel’eccellenza tecnologica. Per dimostrare quest’ultima, Luca de Meo parla di una cifra simbolica da raggiungere: 300 cavalli. La potenza del futuro propulsore progettato appositamente per la versione esclusiva e ad alte prestazioni della Renault Rafale.

Per gli ingegneri era evidente che questa versione ad alte prestazioni del Rafale dovesse essere equipaggiata con il sistema E-TECH, frutto del massimo progresso tecnico e tecnologico! Ognuno esperto nel proprio campo, Nicolas Fremau, Alexandre Herrero, Corentin Kerouredan, Octavie Okamba-Diogo e Romain Saulnier si sono mobilitati per affrontare questa bella sfida.

Sfida n. 1: gestire i flussi di energia e la trasmissione 4x4

Gli ingegneri motoristi del Technocentre non fanno mai le cose a metà, ma per progettare il futuro “super ibrido” da 300 cavalli sono partiti da un’ottima base: l’E-Tech da 200 ch.

Per quanto riguarda le modifiche da apportare, Nicolas Fremau, esperto di propulsione ibrida e ideatore della tecnologia E-Tech, contribuisce a tracciare un quadro della situazione iniziale:

«Il motore a combustione interna a 3 cilindri da 1,2 litri a benzina della motorizzazione E-Tech da 200 ch raggiunge un’efficienza massima del 43%. Per ottenere 100 cavalli in più, l’unica soluzione è abbinarlo a un nuovo turbocompressore più grande e aggiungere al gruppo motopropulsore un motore elettrico supplementare. Per alimentare quest’ultimo e ottenere un’autonomia in modalità 100% elettrica in grado di soddisfare le esigenze quotidiane, è necessario installare una batteria più potente e trasformare il gruppo motopropulsore in un ibrido plug-in.»

Grazie alla sua modularità, la piattaforma CMF-CD di ultima generazione della Renault Rafale consente l’installazione di un motore elettrico nella parte posteriore e l’aggiunta di una batteria ricaricabile da 22 kWh sotto il pianale. Questa configurazione è inoltre ottimale per la distribuzione del peso. Nell’ambito del progetto «super hybrid», l’installazione di un motore elettrico nella parte posteriore offre due grandi vantaggi: mantenere l’architettura dell’E-Tech da 200 ch sotto il cofano anteriore e garantire la trazione integrale collegandolo alle ruote posteriori. Questa caratteristica tecnica è molto apprezzata dai clienti nel segmento dei SUV di fascia alta. La scheda tecnica era quindi definita. La futura Rafale da 300 ch sarà ibrida ricaricabile e 4x4.

Oltre alla scelta dei componenti meccanici, occorre poi farli funzionare perfettamente tra loro. Questo è il campo di competenza dei nostri tecnici addetti alla messa a punto e alla calibrazione. «Per la messa a punto del motore, le nostre due principali difficoltà sono state, da un lato, gestire le sollecitazioni di coppia tra i treni e, dall’altro, ottenere una trasmissione 4x4 efficiente con motori anteriori e posteriori non collegati meccanicamente », spiega innanzitutto Alexandre Herrero.

Come spiega l’Episodio 3 dedicato all’Energy Management, elemento centrale del sistema E-Tech, l’intelligenza di gestione deriva dalle centraline elettroniche. «Per la configurazione software della centralina del motore, abbiamo messo a punto leggi di gestione dell’energia molto complesse basate sulla triade velocità / coppia / livello di carica della batteria. Ogni parametro doveva garantire un’esperienza di guida fluida in tutte le condizioni», precisa .

Alexandre Herrero e Corentin Kerouredan hanno sfruttato al massimo l’incredibile versatilità offerta dalla gestione elettronica dei motori e della trasmissione. Per quanto riguarda la trazione, le quattro ruote motrici sono pronte ad agire in ogni momento, dato che la ripartizione della coppia può variare istantaneamente dal 100% alle ruote anteriori (trazione anteriore) al 100% alle ruote posteriori (trazione posteriore) a seconda dei parametri selezionati dal conducente, dello stile di guida e delle condizioni di marcia (in generale, la trazione anteriore è privilegiata fino a 70 km/h, mentre oltre tale velocità prevale la trazione posteriore).

Dal punto di vista meccanico, la disattivazione in qualsiasi momento di uno dei motori (modalità ibrida o guida esclusivamente elettrica) consente di ottimizzare costantemente i consumi. «Le funzioni software stimano il fabbisogno di potenza ed energia del veicolo in base a una moltitudine di variabili quali lo stato di carica della batteria, il profilo di guida (velocità e accelerazione), le caratteristiche del percorso (pendenze, velocità), ma anche la massa del veicolo (massa totale rimorchiabile di 4 tonnellate). La magia del sistema E-Tech consiste nel trovare costantemente, da un lato, il miglior compromesso tra le prestazioni di trazione, quelle di un 4x4 e, dall’altro, il punto di massimo rendimento di tutte le fonti di energia. In questo modo, l’utilizzo del motore termico viene massimizzato nella zona di funzionamento intorno al suo punto di massimo rendimento. E tutto questo in modo trasparente al 100% per il cliente! « Siamo riusciti a ottenere un’eccellente trazione unita a una grande efficienza», afferma con soddisfazione Corentin Kerouredan.

Sfida n. 2: realizzare un motore ibrido ricaricabile mai visto prima

Trasformare un gruppo motopropulsore “full hybrid” in un “plug-in hybrid”, ovvero dotato di una batteria ricaricabile, non significa semplicemente “aggiungere” una presa. La batteria della motorizzazione E-Tech 4x4 da 300 ch non solo è 10 volte più potente di quella dell’E-Tech da 200 ch (22 kWh contro 2 kWh), ma presenta anche una composizione chimica fondamentalmente diversa. Infatti, la composizione e l’architettura di una batteria sono definite in base a molteplici criteri, in particolare l’autonomia, il fabbisogno di potenza e la frequenza delle operazioni di carica e scarica.

«Per garantire costantemente 300 cavalli al volante della Rafale, abbiamo messo a punto una batteria da 22 kWh orientata alla potenza con chimica NMC (nichel-manganese-cobalto). Insieme ai miei colleghi responsabili del gruppo motopropulsore, abbiamo dovuto trovare dei compromessi affinché, alla guida, le prestazioni andassero di pari passo con un comportamento omogeneo, una buona autonomia e un’elevata affidabilità», spiega Octavie Okamba-Diogo, Pilota Sintesi Tecnica Batterie.

Per un funzionamento ottimale della batteria, la temperatura ideale è di 25 °C. Date le notevoli dimensioni della batteria e il fabbisogno di potenza richiesto, la gestione termica delle celle ha rappresentato una sfida importante. Per ottenere un aumento della temperatura efficace, rapido e non uniforme è stato necessario progettare una piastra riscaldante in alluminio. Quest’ultima garantisce un riscaldamento di +2 °C/min tramite una resistenza elettrica. «Senza questa innovazione, l’aumento della temperatura della batteria sarebbe dieci volte più lento, limitando ulteriormente le prestazioni », precisa Octavie Okamba-Diogo.

Sfida n. 3: gestire la complessità meccanica e software

Considerata la molteplicità delle tecnologie regolabili disponibili sulla Renault Rafale E-Tech 4x4 da 300 ch nell’allestimento Atelier Alpine (4 motori, trazione integrale, 4 ruote sterzanti, frenata rigenerativa e sospensioni controllate), la sfida degli ingegneri, e in particolare di Romain Saulnier, è stata quella di semplificarne l’utilizzo affinché il conducente potesse dedicarsi al piacere di guida. Quest’ultimo ha a disposizione tre menu per personalizzare la propria esperienza al volante: Multi-Sense, E-Save e l’esclusivo Controllo dell’agilità.

Sul display multimediale, il conducente può personalizzare le sensazioni di guida grazie al sistema Multi-Sense, scegliendo tra quattro modalità: Eco, Comfort, Sport e Snow. Le diverse impostazioni relative allo sforzo dello sterzo, alla reattività del motore e all’agilità del telaio offrono esperienze diverse, sia che si tratti di una guida dinamica in modalità Sport, sia che sia necessaria una maggiore trazione su fondo scivoloso in modalità Snow.

Il pulsante “EV Mode” situato sul bracciolo centrale consente di accedere a tre modalità di guida: Ibrida (predefinita), Elettrica (marcia esclusivamente elettrica con una potenza fino a 160 cavalli e una velocità massima di 135 km/h) ed E-Save (mantenimento della carica della batteria al di sopra del 25% grazie al funzionamento del motore termico come generatore).

Disponibile esclusivamente con l’allestimento Alpine, il menu «Dinamica del telaio» del sistema multimediale offre al conducente impostazioni ottimizzate del sistema 4Control Advanced, delle caratteristiche di smorzamento e dell’ESP in base alle tre opzioni seguenti: Comfort (ideale per gli spostamenti quotidiani, in particolare in città), Dinamico (per un compromesso tra agilità e un buon livello di isolamento) e Sport (che privilegia la tenuta di strada e il piacere di guida).

«Grazie a tre modalità di guida facilmente selezionabili e tutte ottimizzate da Alpine Cars, il conducente ha la certezza di guidare la Rafale E-Tech 4x4 300 ch Atelier Alpine nella configurazione ideale », precisa Romain Saulnier, Architetto della Sintesi delle Prestazioni.

La Renault Rafale E-Tech 4x4 da 300 ch offre il meglio di due mondi: elettrico e ibrido ricaricabile. Nell’uso quotidiano, funziona su richiesta come un’auto 100% elettrica con un’autonomia fino a 105 chilometri (ciclo EV WLTP). Un’autonomia che invita a ricaricare regolarmente dalla presa di corrente. Nei lunghi tragitti, i consumi si collocano ai massimi livelli del mercato (0,5 l/100 km a batteria carica e 5,8 l/100 km a batteria scarica nell’allestimento Esprit Alpine, dati WLTP), consentendo di percorrere fino a 1.000 km con un solo pieno. In modalità Sport, il suo comportamento dinamico è incredibilmente efficace, con accelerazioni da 80 a 120 km/h in 4 secondi, ai massimi livelli nel segmento dei SUV, compresi quelli premium.

Sotto il cofano della Renault Rafale, il motore E-Tech 4x4 da 300 ch ha quindi soddisfatto le aspettative: spinge ancora più in là i limiti dell’eccellenza del sistema E-Tech in termini di dinamismo, sportività ed efficienza.

«Con la motorizzazione E-Tech 4x4 da 300 ch, abbiamo puntato alla Luna e siamo arrivati su Marte » , conclude Nicolas Fremau.