L’ibrido in salsa AMG arriverà fino a 800 cavalli

Presentata in occasione del TecDay di Stoccarda la nuova strategia di propulsori per veicoli ibridi Performance e modelli sportivi AMG derivati con trazione elettrica a batteria

Durante il TecDay virtuale Mercedes-AMG ha fatto luce sui dettagli della strategia di elettrificazione dei modelli ibridi e ibridi plug-in più performanti della gamma sportiva della stella a tre punte, basati sulla piattaforma Mercedes EVA (Electric Vehicle Architecture) attesi nelle concessionarie già da quest’anno.

La nuova strategia di propulsione si basa su due pilastri: da un lato, l’offerta di veicoli ibridi Performance con un concetto di propulsione completamente indipendente, sotto l’etichetta tecnologica E PERFORMANCE che puntano ad arrivare a superare la dinamica di marcia dei modelli attuali.

Per questo la divisione guidata da Philipp Schiemer ha puntato su uno schema con motore a combustione interna anteriore ed Electric Drive Unit sull’asse posteriore che comporta numerosi vantaggi. La ripartizione del peso è ottimizzata, migliore è lo sfruttamento della coppia e anche l’erogazione di potenza promettono una dinamica di marcia ad altissimo livello.

Su vetture di impostazione sportiva spinta la ricerca di ripartizione dei pesi favorevole e orientata a spostare peso al posteriore è un capitolo lunghissimo. In particolare anche nella gamma Mercedes-Benz non sono mancati i modelli transaxle con motore anteriore ma la trasmissione collocata in posizione arretrata per migliorare dinamica e guidabilità.

L’impostazione E Performance appare rientrare in questa tradizione; inoltre l’incremento di potenza ottenuto grazie al motore elettrico aggiunto, secondo la casa ha consentito al team di progettisti tedeschi, che si sono interfacciati con gli esperti motoristi inglesi della divisione HPP di Brixworth (sito nato in F.1 con Mercedes come Illmor) riuscendo a migliorare il rendimento complessivo della vettura, ottenendo emissioni ridotte e minori consumi.

L’esclusiva architettura del veicolo consente naturalmente, come ulteriori vantaggi, anche la modalità di funzionamento puramente elettrica e la possibilità di effettuare rifornimenti di energia presso wallbox, postazioni di ricarica pubbliche o in emergenza prese di corrente domestiche. L’elettrificazione, precisa la nota diffusa, contribuisce a mantenere elevato, e in prospettiva futura a superare l’attuale livello di prestazioni AMG anche con motori a combustione interna di cilindrata inferiore.

Il secondo pilastro della strategia AMG presentata da manager e tecnici di Stoccarda al TecDay è costituito dai modelli ibridi Performance con trazione elettrica a batteria che si basano sulla nuova piattaforma Mercedes EVA per le vetture del segmento superiore.

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

Nei modelli più ambiziosi si potrà raggiungere una potenza di 600 kW e una coppia massima di oltre 1000 Nm, per vetture che affronteranno l’accelerazione 0-100 km/h in meno di tre secondi. Il motore elettrico (che a seconda della serie di modelli eroga fino a 150 kW, circa 204 cavalli di potenza e 320 Nm di coppia) è alloggiato sull’asse posteriore e integrato con un cambio a due rapporti a innesto elettrico; un attuatore elettrico inserisce la seconda marcia al più tardi a partire da circa 140 km/h, il che corrisponde a un regime massimo del motore elettrico di circa 13.500 giri/min.

A completare il pacchetto per inviare il moto alle ruote un differenziale autobloccante a gestione elettronica in una Electric Drive Unit compatta. Gli esperti chiamano questa configurazione ibrida “P3”. In ossequio al principio di una equilibrata distribuzione dei pesi, anche la batteria è alloggiata sopra l’asse posteriore.

Abbinato all’otto cilindri M177 AMG Mercedes mostra qui la tecnologia ibrida E Performance, con motore elettrico da 150 kW montato in posizione arretrata per una distribuzione dei pesi ottimale (credito foto: ufficio stampa Daimler AG)

Va notato come in AMG non abbiano semplicemente guardato allo schema delle future ibride come a un motore convenzionale anteriore più un motore elettrico posteriore. L’idea di fondo è l’integrazione delle due unità.

Il motore elettrico sviluppato in esclusiva agisce direttamente sull’asse posteriore senza passare attraverso il cambio AMG Speedshift MCT 9G e in tal modo riesce a trasmettere la sua potenza prontamente e direttamente alle ruote, per un effetto boost supplementare in fase di spunto, accelerazione o sorpasso. Inoltre il motore elettrico rende più fluida la transizione delle marce del cambio MCT del motore a combustione interna, rendendo la guida più agile.

Grazie al differenziale autobloccante a gestione elettronica integrato, la coppia può essere distribuita a ciascuna ruota posteriore in modo ottimale, a seconda della situazione di guida, aumentando la prontezza delle reazioni alle sollecitazioni, ad esempio in uscita di curva.

In caso di crescente slittamento sull’asse posteriore, la forza motrice del motore elettrico viene trasferita brevemente e secondo necessità anche alle ruote anteriori per garantire una maggiore aderenza alla strada. Mentre in un elettrica al 100% la ripartizione della coppia alle ruote avviene mediante tecnologia di torque vectoring, nel caso delle ibride AMG la gestione avviene mediante collegamento meccanico tra la trazione integrale con ripartizione della coppia completamente variabile, attraverso l’albero cardanico e i semiassi delle ruote anteriori.

Mercedes-AMG partirà con la nuova offerta 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. 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.

La batteria AMG High Performance unisce una potenza elevata e frequentemente disponibile in successione ad un peso contenuto, per aumentare le prestazioni complessive della vettura. Al contrario delle celle delle elettriche pure, incluse quelle della nuova EQS ormai in dirittura d’arrivo, per le celle delle ibride Performance di AMG l’autonomia non sarà un problema.

Perciò sono studiate per un rapido assorbimento di energia e una densità di potenza elevata. In altre parole: a un’andatura veloce in zone collinari, in salita si può richiamare velocemente tutta la potenza disponibile, mentre in discesa si recupera notevolmente energia, con quattro possibili impostazioni del recupero.

Puntando ad una regolazione uniforme della temperatura della batteria per influire in misura determinante sulla sua performance, durata e sicurezza AMG ha vagliato i sistemi di raffreddamento tradizionali, che raffreddano l’intero pacco batterie solo con aria o indirettamente con acqua, ma non hanno apprezzato i limiti di questi metodi pensando alle celle a densità energetica sempre più elevata che troveranno posto nei pianali dei modelli della casa.

Così hanno optato per il raffreddamento diretto delle celle della batteria: su questo si baseranno le prestazioni elevate della batteria AMG da 400V: per la prima volta le 560 celle cilindriche 2170 saranno raffreddate singolarmente; infatti sono costantemente circondate da un fluido di raffreddamento ad alta tecnologia basato su un liquido non conduttore di elettricità.

Per il raffreddamento diretto, gli specialisti AMG diretti dal CTO Jochen Hermann hanno dovuto sviluppare nuovi moduli di raffreddamento con uno spessore di pochi millimetri. Con l’ausilio di una pompa elettrica ad alte prestazioni 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 del veicolo e da qui verso il radiatore BT sul frontale della vettura, che infine cederà il calore all’aria ambiente. Il sistema è quindi configurato in modo tale da garantire una diffusione uniforme del calore nella batteria.

Così la batteria potrà mantenersi in una temperatura di esercizio uniforme e ottimale di 45° a prescindere dalla frequenza con cui viene caricata o scaricata, perfino nei test in circuito in modalità ibrida, con frequenti accelerazioni (scarico della batteria) e decelerazioni (rigenerazione della batteria), l’accumulatore di energia mantiene le sue elevate potenzialità.

TecDAY AMG Future of Driving PerformanceIndependent E PERFORMANCE drivetrain strategy for performance hybrids
Credito foto di apertura: ufficio stampa Daimler AG