Volkswagen e Porsche scelgono Bosch Tecnologia ‘full hybrid’ per Touareg e Cayenne S

Le varianti ibride della Volkswagen Touareg e della Porsche Cayenne S, che sono entrate recentemente in produzione, sono dotate della tecnologia ibrida Bosch. È la prima volta che viene proposta una versione ‘full hybrid’ di questi modelli.

Oltre ai componenti chiave come l’elettronica e il motore elettrico, Bosch fornisce anche la centralina Motronic, il vero e proprio “cervello” dell’intero sistema ibrido. Quest’ultima è, infatti, in grado di gestire il funzionamento del motore elettrico e di quello a combustione o se necessario di entrambi i propulsori contemporaneamente.

Volkswagen e Porsche hanno scelto di equipaggiare i loro veicoli ibridi con un motore 3,0 litri V6 turbocompresso ad iniezione diretta e con una trasmissione automatica ad otto velocità. Il sei cilindri a V eroga 245 kW (333 Cv) con una coppia massima di 440 Nm a partire da 3.000 giri/min. I veicoli sono dotati anche di un generatore integrato (Integrated Motor Generator) sviluppato da Bosch, raffreddato ad acqua, con frizione separata. Il modulo ibrido è posizionato tra il motore a combustione interna e la trasmissione e occupa, grazie al suo diametro di 30 centimetri ed alla sua lunghezza di appena 145 millimetri, uno spazio sorprendentemente ridotto. L’IMG eroga 34 kW e fornisce una coppia massima di 300 Nm. Grazie a questa soluzione la Touareg e la Cayenne S possono muoversi, fino a una velocità massima di 50/60 km/h, con la sola propulsione elettrica. La batteria NiMH (nickel metal idrato) ha una capacità di 1,7 kilowattora, con un picco di 288 volt. In fase di frenata, il motore elettrico, che in questa fase funziona da generatore, recupera energia cinetica che viene immagazzinata nella batteria ad alto voltaggio.

Alzare il piede dall’acceleratore, a qualsiasi velocità fino a circa 160 km/h, attiva ciò che gli ingegneri chiamano la modalità ‘sailing’: il motore a combustione interna si spegne automaticamente e il veicolo procede a motore spento azzerando il consumo di carburante, senza sacrificare nulla della funzionalità dei sistemi necessari per una marcia sicura e confortevole. Anche frenare rappresenta un processo totalmente automatico, con l’unità di controllo dell’ibrido che monitorizza la pressione esercitata sul pedale del freno per determinare quale coppia frenante esercitare elettricamente attraverso l’IMG.

Grande coppia e potenza
Il motore elettrico e quello a combustione interna possono anche lavorare contemporaneamente, permettendo alla Volkswagen e alla Porsche di accelerare da 0 a 100 km/h in 6,5 secondi. Questa funzione di ‘power boost’ aumenta le prestazioni del veicolo a 279 kW (380 Cv), offrendo al guidatore una coppia massima di 580 Nm. Rispetto alla prima generazione di veicoli dotati di motori V8, questi ibridi riducono i consumi di carburante fino al 40%. I consumi registrati nel ciclo EU scendono quindi a 8,2 litri/100 km, con emissioni di 193 g/km di CO2. Entrambi i veicoli soddisfano gli standard sulle emissioni Euro 5 e quelli statunitensi ULEV 2.

Integrazione ottimale tra motore endotermico ed elettrico
Il sistema Motronic, messo a punto da Bosch, permette di ottimizzare l’integrazione tra il motore endotermico e il motore elettrico. Bosch lavora da più di 30 anni a tecnologie che permettono di azionare elettricamente i veicoli. L’azienda può pertanto contare su un vasto know-how per la gestione delle batterie, dei motori elettici e degli impianti frenanti nonché per il controllo del motore e della trasmissione. Ad oggi sono oltre 500 esperti della Bosch Hydrid Systems Project Unit, il centro di competenza che si occupa dello sviluppo e della integrazione completa dei motori ibridi seguendo le differenti esigenze dei clienti. Questo centro può contare sull’esperienza e sulla competenza acquisite da Bosch nei settori dell’iniezione benzina e diesel, nei sistemi di gestione dell’energia, nei propulsori elettrici e nei dispositivi elettronici.

Una delle maggiori sfide incontrate riguardava la garanzia di una transizione lineare tra la propulsione elettrica, quella ibrida e quella a combustione interna. Era essenziale assicurare il massimo comfort di marcia, soprattutto nei passaggi da un funzionamento all’altro. Ciò è stato ottenuto dando all’unità di controllo un accesso continuo ai dati dei sensori provenienti dal motore a combustione, dal motore elettrico, dalla batteria, dalla frizione e da altri componenti coinvolti. La centralina utilizza questi dati per analizzare e controllare come interagiscono i due propulsori in tempo reale, attraverso una frizione adattativa. L’unità di controllo assicura che il motore elettrico e il motore a combustione interna girino a esattamente alla stessa velocità quando la coppia viene trasferita.

Il sistema Bosch gestisce, con grandissima precisione, anche il motore a combustione comandando il getto delle singole iniezioni. Questa soluzione permette di ridurre contemporaneamente i consumi e le emissioni. Il motore a combustione e quello elettrico si completano perfettamente, permettendo agli ibridi paralleli di offrire una serie completa di nuove caratteristiche per migliorare il confort di marcia. ‘Active Damp Control’ è il nome che Bosch ha scelto per la tecnologia che conferisce al sei cilindri la sensazione di essere un propulsore molto più grande come quelli montati sulle grosse berline. In futuro questo concetto dovrebbe risolvere alcuni degli svantaggi tipici dei piccoli motori turbocompressi, come per esempio una scarsa coppia ai bassi regimi.

Componenti ottimizzati e riduzione degli ingombri
La tecnologia ‘full hybrid’ parallela può essere attuata come soluzione ‘cost-effective’ rispetto ad altri concetti ibridi. Per esempio, essa richieda soltanto un motore elettrico, che funziona sia come motore sia come generatore. Per consentire un’applicazione più ampia di questa tecnologia verde in diverse classi di veicoli, Bosch è impegnata in un continuo processo di sviluppo del sistema a livello di componenti, affrontando questioni come la riduzione dell’ingombro dei dispositivi elettronici. I tecnici Bosch sono riusciti a ridurre il volume dei componenti di un terzo, contenendo l’ingombro complessivo a soli 10 litri. Il risultato risulta ancora più sorprendente dal momento che non sono state compromesse l’efficienza e le prestazioni. La prossima sfida sarà migliorare ulteriormente le caratteristiche riducendo a 5 litri il volume totale dei componenti.

Bosch vuole giocare un ruolo da protagonista nella fornitura di propulsori elettrici completi e pienamente integrati con batterie agli ioni di litio. Un contributo fondamentale arriverà dalla SB LiMotive ( joint venture paritetica con Samsung SDI) impegnata nello sviluppo delle batterie agli ioni di litio per le applicazioni in campo automobilistico. Le linee di produzione in Corea del Sud saranno pronte a produrre le prime batterie ad alte prestazioni per veicoli ibridi dal 2011 e per veicoli completamente elettrici dal 2012. Sarà il primo passo verso nuovi mercati e verso nuove tecnologie di propulsione ecologica – con chiaro riferimento al nostro slogan “Tecnologia per la vita”.