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Auto ibride ed elettriche sportive, Mercedes-AMG E Performance

Mercedes-AMG illustra i dettagli e le caratteristiche tecniche dei futuri veicoli ibridi Performance e modelli AMG con trazione elettrica a batteria. Il marchio sportivo tedesco porta su strada la tecnologia delle sue vittorie in Formula 1.

Mercedes-AMG annuncia i nuovi motori elettrificati ad alte prestazioni, sviluppati in collaborazione con gli esperti di Formula 1 di Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP) e del team di F1 Mercedes-AMG Petronas. La nuova strategia di propulsione si basa su due pilastri: da un lato, l’offerta di veicoli ibridi Performance con un concept di propulsione completamente indipendente, sotto l’etichetta tecnologica E Performance.

Il secondo pilastro è costituito dai modelli derivati AMG con trazione elettrica a batteria che si basano sulla nuova Mercedes Electric Vehicle Architecture (EVA) per le vetture di lusso e del segmento superiore.

Motori sportivi ibridi Mercedes-AMG E Performance

L’originale strategia di propulsione E Performance si basa sull’idea di fondo di sviluppare una catena cinematica elettrificata. Con l’incremento di potenza ottenuto grazie al motore elettrico supplementare, parallelamente il team di progettisti è riuscito anche a migliorare il rendimento della vettura complessiva, ottenendo emissioni ridotte e minori consumi.

Motore elettrico sui sistemi ibridi ad alte prestazioni Mercedes-AMG E Performance
Motore elettrico sui sistemi ibridi ad alte prestazioni Mercedes-AMG E Performance

L’esclusiva architettura del veicolo consente naturalmente, come ulteriori vantaggi, anche la modalità di funzionamento puramente elettrica e la possibilità di effettuare rifornimenti esterni presso wallbox, stazioni di ricarica pubbliche e prese di corrente domestiche.

Trazione ibrida ad alte prestazioni Mercedes-AMG, caratteristiche

Il concept modulare AMG, in versione ibrida Performance, abbina il motore AMG a otto o quattro cilindri ad un motore elettrico sincrono ad eccitazione permanente, a una batteria High Performance sviluppata ad Affalterbach e alla trazione integrale AMG Performance 4MATIC+ con ripartizione della coppia totalmente variabile.

Piattaforma trazione ibrida ad alte prestazioni Mercedes-AMG E Performance
Piattaforma trazione ibrida ad alte prestazioni Mercedes-AMG E Performance

Il motore elettrico (che a seconda della serie di modelli eroga fino a 150 kW di potenza e 320 Nm di coppia) è alloggiato sull’asse posteriore e integrato con un cambio a due rapporti a innesto elettrico, nonché con il differenziale autobloccante a gestione elettronica in una Electric Drive Unit (EDU) compatta.

Piattaforma trazione ibrida ad alte prestazioni Mercedes-AMG E Performance
Le caratteristiche tecniche della trazione ibrida ad alte prestazioni Mercedes-AMG E Performance

Gli esperti chiamano questa configurazione ibrida “P3”. Anche la leggera batteria High Performance è alloggiata nella coda, sopra l’asse posteriore. Questa architettura offre numerosi vantaggi soprattutto per le vetture sportive e i modelli Performance.

Batteria Mercedes-AMG E Performance, com’è fatta

Sulle auto ibride sportive Mercedes-AMG prevede batteria da 400 V che si basano sull’innovativo sistema di raffreddamento diretto: per la prima volta, le 560 celle vengono raffreddate singolarmente; infatti sono costantemente circondate da un fluido di raffreddamento ad alta tecnologia basato su un liquido non conduttore di elettricità.

Con l’ausilio di una pompa elettrica ad alte prestazioni sviluppata internamente, circa 14 litri di liquido di raffreddamento circolano dall’alto verso il basso in tutta la batteria, passando accanto a ogni cella e attraversando anche uno scambiatore di calore applicato direttamente sulla batteria. Quest’ultimo convoglia il calore in uno dei due circuiti a bassa temperatura (BT) del veicolo e da qui verso il radiatore BT sul frontale della vettura, che infine cede il calore all’aria ambiente. Il sistema è quindi configurato in modo tale da garantire una diffusione uniforme del calore nella batteria.

Sezione batteria trazione ibrida ad alte prestazione costituita da 560 celle

La batteria rimane quindi sempre in una fascia di temperatura di esercizio uniforme e ottimale di 45 gradi Celsius, a prescindere dalla frequenza con cui viene caricata o scaricata. I sistemi di raffreddamento tradizionali non riescono ad ottenere lo stesso risultato. Ma non è il caso della batteria AMG High Performance: anche durante i giri veloci su circuito in modalità ibrida, con frequenti accelerazioni (scaricamento della batteria) e decelerazioni (caricamento della batteria), l’accumulatore di energia mantiene le sue elevate potenzialità.

Grazie a questa soluzione individuale, il sistema batterie ha potuto assumere una configurazione particolarmente leggera e compatta. Al peso contenuto contribuiscono anche il concept di barra collettrice a risparmio di materiale e la struttura ad assorbimento programmato di energia in alluminio, leggera ma anche stabile, che garantisce la massima sicurezza.

Peso ridotto batteria auto ibride sportive Mercedes-AMG

Mercedes-AMG partirà con la variante denominata internamente HPB80 da 6,1 kWh di capacità, 70 kW di potenza continuativa e 150 kW di potenza di picco per dieci secondi.

batteria auto ibride sportive Mercedes-AMG
La batteria pesa 89 kg e consente una potenza di picco fino a 150 kW

La batteria pesa 89 chilogrammi e raggiunge quindi una densità di potenza di 1,7 kW/kg. Le batterie tradizionali senza raffreddamento diretto delle celle arrivano all’incirca alla metà di questo valore.

Trazione ibrida sulle auto sportive, vantaggi

La strategia di funzionamento fondamentale deriva dal powerpack ibrido F1, dove la massima potenza è sempre disponibile quando il pilota ne ha bisogno, ad esempio per poter accelerare rapidamente in uscita da una curva o durante un sorpasso. Per questo il sistema di trazione ibrida è “always on”: grazie alle elevate prestazioni del sistema di recupero e di ricarica secondo necessità, la potenza elettrica si può sempre richiamare e rigenerare frequentemente. Il concept originale della batteria permette così di raggiungere un compromesso ottimale tra massima dinamica di marcia ed efficienza al passo con i tempi.

La trazione ibrida offre ulteriori vantaggi anche per la regolazione della dinamica di marcia. Invece di un’azione frenante dell’ESP, il motore elettrico può regolare la trazione non appena viene segnalato l’eccessivo slittamento di una ruota. In questo modo l’ESP non deve necessariamente intervenire, oppure lo fa solo in un secondo tempo. Il vantaggio: il motore a combustione interna può quindi funzionare con una coppia più elevata, con un conseguente miglioramento non solo dell’agilità, ma anche dell’efficienza. Inoltre la potenza altrimenti “dissipata” in frenata si può sfruttare per la ricarica della batteria.

Trazione ibrida sulle auto sportive, vantagg
La strategia di funzionamento è lo stesso della Power Unito della monoposto Mercedes-AMG di F1

Dato che la batteria High Performance, grazie al raffreddamento diretto si può ottimizzare anche il recupero di energia, che ha inizio quando il guidatore toglie il piede dal pedale dell’acceleratore, ovvero nella fase di rilascio, senza toccare con il pedale del freno. In tal modo non solo si ricarica la batteria, ma si genera anche una notevole coppia frenante. Il guidatore può scegliere fra quattro diversi livelli di recupero di energia premendo il testo destro sul volante AMG. Al Livello 3 l’auto recupera fino a 90 kW attraverso la cosiddetta guida “one pedal” come in un’auto a trazione esclusivamente elettrica.

Motore Mercedes AMG M139 ibrido con turbo elettronico

Parallelamente allo sviluppo dei propulsori ibridi Performance a otto cilindri, si sta procedendo verso il prossimo livello tecnologico: le vetture ibride Performance AMG abbinate al motore turbo a quattro cilindri AMG. Il propulsore da 2,0 litri con la denominazione interna M 139 è stato montato trasversalmente finora sui modelli Performance compatti. Nella variante E Performance la principale innovazione è tuttavia il turbocompressore a gas di scarico elettrico, realizzato per la prima volta su un veicolo di serie. Questa tecnologia deriva direttamente dalla Formula 1, dove viene definita come MGU-H (Motor Generator Unit Heat). Un sistema identico mette già le ali anche alla hypercar Mercedes-AMG Project ONE.

Turbo elettronico Garrett sul motore AMG M139 ibrido
Turbo elettronico Garrett sul motore AMG M139 ibrido

Il turbocompressore a gas di scarico è alimentato dalla rete di bordo da 400 V e raggiunge regimi anche di 156.000 giri/min, consentendo una portata d’aria molto elevata.

Nella versione ibrida Performance a quattro cilindri è possibile abbinare il motore turbo AMG da 2,0 litri con più di 330 kW (450 CV) di potenza (con turbocompressore a gas di scarico elettrico) a un motore elettrico con una potenza massima di 150 kW (204 CV). I valori complessivi di potenza e di coppia permettono ai futuri modelli AMG di ottenere prestazioni ancora superiori a quelli di attuali vetture paragonabili con motore V8 senza trazione ibrida.

Mercedes-AMG E Performance con alternatore-starter RSG

Le versioni ibride Performance a quattro e otto cilindri saranno dotate anche di un alternatore-starter azionato a cinghia (RSG) che riunisce l’alternatore e il motorino di avviamento in un unico componente ed eroga 10 kW (14 CV).

Motore motore AMG M139 ibrido con alternatore-starter azionato a cinghia (RSG)
Motore motore AMG M139 ibrido con alternatore-starter azionato a cinghia (RSG)

Il suo compito è avviare il motore a combustione interna e garantire l’alimentazione di base dei gruppi ausiliari come climatizzatore o luci di marcia, ad esempio quando la vettura è ferma al semaforo e il livello di carica della batteria ad alto voltaggio non è più sufficiente per supportare la rete di bordo a basso voltaggio. Essendo integrato nella rete ad alta tensione da 400 V, l’RSG interviene con particolare rapidità.

Auto elettriche sportive Mercedes-AMG E Performance caratteristiche

Mercedes-AMG sta sviluppando anche vetture Performance completamente elettrica. Attualmente stanno nascendo modelli AMG esclusivi, personalizzati e più potenti sulla base delle future vetture elettriche.

I primi modelli AMG elettrici a batteria si basano sulla nuova architettura esclusivamente elettrica di Mercedes-EQ. I veicoli vengono rielaborati da cima a fondo ad Affalterbach secondo le specifiche del marchio in termini di tecnologia (trasmissione, organi meccanici del telaio, freni, sound), design degli esterni e configurazione degli interni, nonché equipaggiamenti di serie e a richiesta.

Auto elettriche sportive Mercedes-AMG E Performance caratteristiche
Nella strategia Mercedes-AMG E Performance ci sono anche le auto elettriche sportive

Per il design degli esterni, abbiamo la mascherina del radiatore specifica con lamelle verticali, la grembialatura anteriore ridisegnata, i rivestimenti sottoporta, l’originale coda con spoilerino e diffusore e i cerchi AMG con design Aero o Heritage.

Prestazioni auto elettriche sportive Mercedes-AMG E Performance

Le nuove auto elettriche sportive Mercedes-AMG hanno motori elettrici indipendenti sincronizzati ad eccitazione permanente e la trazione integrale completamente variabile con ripartizione della coppia modulare. I valori provvisori delle prestazioni dei prototipi sono già molto promettenti: dalla combinazione tra il motore anteriore e quello posteriore si possono ottenere prestazioni complessive al livello dei modelli Mercedes-AMG Performance più potenti con l’attuale biturbo V8 da 4,0-litri.

Questo vale anche per lo scatto da fermo a 100 km/h, che a seconda della potenza e del veicolo richiede un tempo nettamente inferiore a 4 secondi. I motori elettrici arrivano a 18.000 giri/min e consentono di raggiungere una velocità massima di 250 km/h.

Prestazioni auto elettriche sportive Mercedes-AMG E Performance
I motori elettrici arrivano a 18.000 giri/min e consentono all’auto di raggiungere i 250 km/h

La batteria agli ioni di litio da 400 V è dotata di un fascio di cavi specifico, adattato alla capacità di potenza superiore dei derivati AMG. Il sistema di sospensioni pneumatiche AMG RIDE CONTROL+ è stato messo a punto per garantire caratteristiche specifiche AMG, ottimizzate in termini di dinamica longitudinale e trasversale. A ciò si aggiunge la funzione supplementare esclusivamente elettrica AMG i-Booster, che abbina il recupero di energia in frenata e il freno idraulico durante il processo di decelerazione.

Infine con un hardware supplementare (altoparlante, shaker, sound generator) e possibile ricreare il sound AMG Sound Experience di nuova composizione.

Video Mercedes-AMG E Performance

Mercedes-AMG E Performance VIDEO

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