luglio 28, 2020

CS - ALLE ORIGINI DELLA TECNOLOGIA RENAULT E-TECH: #3 L'ELETTRICO ON DEMAND DEBUTTA IN F1

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Forte delle sue competenze nei veicoli elettrici e dell’esperienza nella Formula 1 e avvalendosi di team entusiasti e appassionati di ingegneria, sviluppo e controllo, Renault ha progettato l’innovativa motorizzazione ibrida E-TECH. Proposta in versione full hybrid su Clio e in versione Plug-in Hybrid su Nuovo Captur e Nuova Mégane, è stata inventata e messa a punto in un modo insolito che è anche fonte di ispirazione. In questo terzo episodio scopriamo come le innovazioni nate per la Formula 1 si sono rivelate utili per lo sviluppo della motorizzazione E-TECH.

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Nello stesso periodo, in un mondo non tanto parallelo, la Formula 1 si prepara alla rivoluzione dei motori: sono finiti i tempi dei V8 aspirati! La stagione 2014 inaugura l’era del V6 turbo ibrido a doppio sistema di recupero energetico. Chiaramente Renault non poteva mancare all’appello! 

Presente dal 1977 in Formula 1, Renault vi ha sempre svolto un ruolo di spicco, in particolare grazie alle scelte tecnologiche ambiziose e all’avanguardia: primo motore turbocompresso (1977), valvole ad azionamento pneumatico (1986), distribuzione mediante ingranaggi e pignoni (anni Novanta), iniezione diretta (1995), ecc. Tutte scelte vincenti che le hanno permesso di aggiudicarsi 12 titoli Costruttori (come scuderia a se stante o come motorista) e 11 titoli Piloti. Nel 2014, nel momento in cui si passa alla motorizzazione V6 ibrida, Renault ha al suo attivo ben 4 doppiette di titoli iridati Costruttori e Piloti con Red Bull e Sebastian Vettel!

L’ESPERIENZA DEL KERS

b0wjmqgkr4-phptyetg8La rivoluzione dell’ibrido in Formula 1 era cominciata già nel 2009 con l’introduzione del KERS (Kinetic Energy Recovery System o sistema di recupero dell’energia cinetica). Nel 2011, questo sistema, che inizialmente funzionava con un volano e che permetteva di recuperare l’energia in fase di frenata per restituirla su richiesta sotto forma di potenza, passa a batterie simili a quelle utilizzate dai veicoli elettrici ed ibridi di serie.

In quel momento, Renault cede le quote della scuderia Renault F1 Team a Genii Capital che opta per le Lotus Renault GP nel campionato. Rimane motorista della scuderia, motorizzando nel contempo anche Red Bull (futuro campione del mondo) e Lotus. Insomma, nessuno si gira i pollici a Viry-Châtillon, il “tempio” dei motori di Renault Sport Racing. Nicolas Espesson, che in quel momento era ingegnere ai banchi prova, si ricorda benissimo degli inizi dell’ibridazione nella Formula 1 così come degli scambi tra i vari team di ingegneria.js5kgcnn72-phpydi5p1

«Non abbiamo aspettato lo sviluppo della motorizzazione ibrida E-TECH   per lavorare sull’elettrificazione dei motori. Già dal 2011, gli ingegneri Renault specializzati nell’elettrico sono arrivati nella Formula 1 per contribuire allo sviluppo della futura motorizzazione V6 ibrida. Nel team, alcuni si erano già specializzati nell’elettrificazione lavorando sul KERS. Non si dimentichi che i nostri banchi prova per il KERS sono serviti anche per il motore elettrico di Twizy. È proprio nell’ambito di questo rapporto che è stato sviluppato la concept car Twizy Renault Sport F1 del 2013.»
NICOLAS ESPESSON – Capo ingegnere delle Performance Renault Sport Racing

LA GESTIONE DELL’ENERGIA AL CENTRO DEL SISTEMA, L’ENERGY MANAGEMENT

Gli ingegneri motoristi di Formula 1 erano, quindi, suddivisi in due categorie: da una parte, i cosiddetti “termici” e, dall’altra, gli “elettrici”. Ma ben presto è emersa una terza categoria per creare un collegamento tra le due, quella degli esperti di “Energy Management”. Il loro ruolo era quello di definire quando e in che proporzione la monoposto utilizza le varie fonti di energia disponibili.  Perché ai tempi del KERS, i 60 kW (80 cv) di contributo elettrico erano gestiti manualmente dal pilota che li utilizzava sostanzialmente come boost temporaneo, ad esempio, in caso di sorpasso. Con il nuovo V6 ibrido e i suoi due sistemi di recupero energetico (MGU-K per il recupero in frenata e MGU-H per il recupero allo scarico), la gestione viene automatizzata per una maggiore efficacia.

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«Era qualcosa di assolutamente nuovo, che faceva riferimento al big data, al data learning e persino all’intelligenza artificiale. Avevamo, quindi, un software che era al centro della strategia della gestione energetica, il fulcro della guerra delle nuove motorizzazioni ibride. Ma per quanto evoluto fosse, questo software doveva avere una concezione semplice per facilitare la manutenzione e l’eliminazione dei bug, ma soprattutto essere affidabile. Oggi ritroviamo esattamente la stessa cosa nei modelli E-TECH Hybrid di serie, dove l’intelligenza della gestione energetica proviene dalle centraline elettroniche». NICOLAS ESPESSON - Capo ingegnere delle Performance Renault Sport Racing

Ridurre i consumi, migliorare il rendimento energetico: nella F1 come su strada, la volontà dei motoristi è sempre la stessa. Ecco perché gli scambi avvengono facilmente e sono molto efficaci. Gli ingegneri che lavorano sulla motorizzazione Z.E. on demand sono, pertanto, giunti a ingrossare le fila di Renault Sport Racing, prima di tornare, alcuni anni dopo, allo sviluppo dei modelli di serie E-TECH Hybrid. E quando sono tornati, non avevano solo nuove idee e competenze tecniche.

«Lavorando nella F1 per Renault Sport Racing, questi ingegneri hanno scoperto nuove forme di management, molto più agili di quelle che si praticavano da Renault. Bisogna dire che nella F1, i tempi di sviluppo sono più brevi e che, in caso di problemi, bisogna necessariamente prendere decisioni molto in fretta. Una volta tornati a lavorare sullo sviluppo delle motorizzazioni E-TECH Hybrid di serie, hanno potuto applicare questi metodi. Anche questo ha contribuito al risultato che oggi noi tutti conosciamo».
NICOLAS ESPESSON - Capo ingegnere delle Performance Renault Sport Racing

La maggior parte delle tessere del puzzle erano orami a posto. Restava solo da assemblarle e perfezionare il lavoro. La parte più facile ? Chissà.

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