Il portale degli Autoriparatori www.ammirati.org, in collaborazione con Notiziario Motoristico, spiega e analizza il nuovo sistema ibrido di PSA, per comprenderne il funzionamento. Qui di seguito, tutti i dettagli della cosiddetta “catena di trazione ibrida”.
Questo schema di trasmissione permette di viaggiare a 4 ruote motrici, eliminando albero di trasmissione, differenziale centrale ecc. La tecnologia Hybrid4 permette 4 diversi programmi di trasmissione. Tutte le informazioni sono sviluppate insieme a Il Portale degli Autoriparatori.
Auto
Con Auto si gestisce automaticamente il passaggio tra motore termico ed elettrico per privilegiare la riduzione dei consumi. S’inserisce automaticamente all’avvio e in città privilegia la marcia elettrica, grazie al recupero di energia in decelerazione. Il funzionamento completamente elettrico interviene con bassa accelerazione, fino a 70 km/h circa. In decelerazione, il motore termico può essere disattivato sotto 70 km/h, mentre il motore elettrico viene disaccoppiato automaticamente oltre 120 km/h. La massima potenza in modalità Auto è 120 kW/163 CV. La logica di gestione del cambio manuale pilotato privilegia il risparmio di carburante, così come la taratura del pedale dell’acceleratore. All’inserimento dei rapporti, il motore elettrico entra in azione, in modo che la rottura di coppia indotta sia percepita il meno possibile dai passeggeri.
Zev
Zero Emission Vehicle (Zev) permette di procedere con il solo motore elettrico a velocità non superiore a 60 km/h. L’autonomia dipende dallo stato di carica del pack batterie: se completamente cariche, l’autonomia può raggiungere 4 km. Quando le batterie non sostengono più la modalità ZEV, il riavviamento del motore termico avviene in maniera impercettibile.
Le altre condizioni che causano il ritorno automatico alla modalità Auto sono:
accelerazione importante;
azionamento dello sbrinamento e disappannamento;
quota superiore a 1500 metri;
quando la temperatura all’avviamento è inferiore a 0°C, per dare priorità al riscaldamento dell’abitacolo.
4WD
Le 4 ruote motrici (4 Wheel Drive) sono azionate in continuo con il motore termico davanti ed elettrico dietro, a velocità non superiore a 120 km/h. Per una migliore reattività, il motore termico è sempre attivo. Si può sempre utilizzare il 4WD anche quando le batterie del sistema Hybrid4 sono al livello minimo di carica. In questo caso, viene utilizzato l’alternatore-
motorino d’avviamento del sistema Stop&Start che fornisce fino a 8 kW di potenza per azionare le ruote posteriori.
Sport
Reattività e dinamismo utilizzando al massimo il motore elettrico a supporto del termico: taratura specifica dell’acceleratore per ottenere le migliori prestazioni, inserimento marce più rapido e cambio rapporto a regimi superiori, tutti i 200 CV a disposizione. L’apporto elettrico ai cambi marcia è lo stesso della modalità Auto e a veicolo fermo entra anche in questo caso la funzione Stop&Start.
Due considerazioni
Se la Toyota Prius è interamente progettata in funzione della doppia motorizzazione con la finalità di ridurre consumi e inquinamento (motore a ciclo Atkinson, climatizzatore elettrico...), il sistema Hybrid4 ha l’obiettivo di introdurre nuove funzioni (4WD, guida sportiva...) utilizzando anche la trazione elettrica. Gli autoriparatori non potranno più fare a meno di ignorare questo tipo di veicoli. Per questo occorre una specifica formazione e il rispetto delle elementari regole di sicurezza, dovendo operare con tensioni molto più elevate, nell’ordine di centinaia di volt in corrente alternata.
Principali componenti del sistema
Motore termico: 2.0 HDi Fap con Stop&Start che aziona le ruote anteriori attraverso cambio meccanico pilotato.
Batteria alta tensione: piccolo pacco da 50 kg composto da 168 celle collegate in serie per ottenere una tensione compresa tra 150 V e 270 V. La batteria prodotta da Sanyo è del tipo Ni-MH: si ricarica velocemente, ha un minore effetto memoria rispetto alle batterie agli ioni di litio e soffre meno le alte temperature.
Il gruppo delle batterie comprende una centralina che ne controlla lo stato, la temperatura e ne gestisce la carica cella per cella. C’è inoltre una ventola per il raffreddamento della batteria durante le fasi di ricarica.
Tre relé comandati dalla centralina separano la batteria dall’impianto della macchina, perciò in condizioni di riposo non è sotto tensione. Nel gruppo batterie/centralina vi è inoltre un interruttore di sicurezza per aprire il circuito quando sono necessari interventi su di esso e nell’impianto ad alta tensione.
Alternatore reversibile ad alta tensione: montato al posto del classico alternatore, quindi sul motore termico, è in realtà un motore/generatore sincrono trifase a magneti permanenti della potenza di 7,5 kW con una coppia di 52 Nm. La funzione primaria è generare corrente in alcune fasi di funzionamento del motore termico e ricaricare le batterie quando necessario, o alimentare direttamente il motore posteriore durante la guida 4WD. La funzione secondaria è gestire l’avviamento del motore termico nella funzione Stop&Start, grazie a una cinghia dei servizi modificata e rinforzata. Per la partenza del motore è anche presente un motorino d’avviamento classico utilizzato quando la temperatura è bassa, ed è comunque azionato ogni 100 avviamenti effettuati con l’alternatore reversibile (funzione antigrippaggio).
Motore elettrico: il motore elettrico, detto motore di trazione, è sincrono trifase a magneti permanenti in grado di generare fino a 27 kW e 200 Nm di coppia. Abbinato a un riduttore e a un differenziale, ha due funzioni: generare il moto per le ruote posteriori in marcia anteriore e posteriore sia per il movimento in modalità elettrica (Zev), sia per aiutare il termico in tutte le fasi; funzionare da generatore nelle fasi di rilascio dell’acceleratore, aiutando la frenata e ricaricando la batteria. Incorpora un “resolver” che indica alla centralina in quale posizione si trovano il rotore e i giri del motore in modo che quest’ultima sia in grado di pilotare gli avvolgimenti per ottenere il lavoro desiderato, come poca coppia, giri lenti... La trasmissione del moto alle ruote dietro avviene tramite un riduttore a rapporto fisso e un differenziale: i tre elementi costituiscono un unico gruppo. Il motore elettrico è accoppiato al riduttore attraverso un giunto comandato elettricamente dalla centralina.
Gruppo di potenza comando motore elettrico: trasforma la corrente continua proveniente dalla batteria in corrente alternata trifase per alimentare il motore di trazione, regolando tensione e frequenza per gestire velocità e coppia. Nelle fasi di rilascio ha il compito di trasformare la corrente alternata prodotta dal motore in corrente continua per ricaricare le batterie. Tutti i dispositivi che gestiscono la catena di trazione, tranne la batteria, sono raffreddati da un liquido refrigerante.
Convertitore DC-DC: trasforma la tensione continua di oltre 200 V della batteria di trazione in 13-15 V per la ricarica della batteria a 12 V che alimenta i circuiti ausiliari dell’auto e tutte le centraline della catena di trazione ibrida.
Commenta
Photogallery
