Più performante in ogni dettaglio: il nuovo motore elettrico Audi

Come esempio della peculiarità del motore, Andreas Ruf ci mostra... beh... un disco in lamiera. All’osservatore stupito spiega: «Questo disco in lamiera è un vero concentrato di tecnologia, è pazzesco. Conduce in modo ottimale il campo magnetico, le elevate forze centrifughe e il fluido di raffreddamento attraverso il rotore, che trasmette potenza e costituisce il cuore pulsante del motore elettrico». 

Andreas Ruf è responsabile di team per il sistema di erogazione della coppia nello sviluppo tecnico presso Audi. L’elettrotecnico con dottorato nel settore della conversione dell’energia elettromagnetica si occupa dello sviluppo della trasmissione elettrica sugli assi, e quindi anche del motore elettrico Audi.

Il disco che mostra è solo uno dei numerosi dischi impilati uno sull’altro che, tra le varie funzioni svolte, assicurano che la conversione dell’energia avvenga in modo efficiente nel rotore, ossia la parte rotante del motore a magneti permanenti. Il tutto con il minor numero possibile di correnti parassite. Andreas Ruf: «Nel rotore troviamo numerose ottimizzazioni specifiche. Ad esempio, utilizziamo un sistema magnetico triple layer che rende il campo magnetico marcatamente sinusoidale, riducendo al minimo le perdite. Oppure il raffreddamento diretto dell’olio nella parte rotante, che a quanto ne so siamo gli unici a produrre».

L’efficienza è il Santo Graal dei motori elettrici. E Andreas Ruf, responsabile di team presso Audi, afferma con sicurezza: «Tra i nostri concorrenti non sono a conoscenza di nessun motore così efficiente come quello da noi sviluppato nella piattaforma PPE». L’aspetto affascinante dei motori elettrici è il feedback diretto, la potenza immediatamente disponibile sotto forma di coppia immediata: per l’erogazione della coppia non serve tutta una serie di processi come nel caso del motore a combustione. Tale efficienza di sistema viene portata ai massimi livelli nel nuovo motore elettrico.

Il nuovo motore elettrico, di cui sono dotate tutte le Audi basate sulla piattaforma PPE come motore per la propulsione sull’asse posteriore, racchiude in sé oltre una dozzina di brevetti. Chi opta per una trazione quattro opzionale può contare anche su un motore asincrono elettrico sull’asse anteriore, che viene impiegato come booster e che non produce inutili perdite quando non viene utilizzato. Ma il motore principale è il vero fiore all’occhiello, nonostante non si veda.

Tante piccole misure contribuiscono a questo grande gioiello. Il carburo di silicio come semiconduttore nell’elettronica di potenza o la lubrificazione a carter secco adottata dagli sport motoristici sono tecnologie speciali in un motore per vetture di serie. Con il suo motore da 800 volt si integra nel sistema di ricarica premium. E a proposito di premium: le ingegnere e gli ingegneri Audi sono riusciti a ottimizzare acusticamente il motore in modo tale che non emetta quasi alcun rumore.

Andreas Ruf: «Il successo del nostro motore è dovuto al fatto che, in fase di sviluppo, abbiamo dato fin da subito la massima priorità all’efficienza. Infatti, ogni chilometro in più che un veicolo percorre grazie a un motore efficiente, quindi a consumi ridotti, ci consente di ridurre le dimensioni della batteria utilizzata. Ciò comporta un minor utilizzo di materie prime, risparmi sui costi, una riduzione del peso e, di conseguenza, una maggiore efficienza complessiva».

Uno dei segreti del successo è sicuramente anche il fatto che il motore sia stato sviluppato interamente da Audi. Per ottenere la massima efficienza, all’inizio dello sviluppo, oltre cinque anni fa, le ingegnere e gli ingegneri hanno redatto un audace piano in 10 punti con le misure con cui intendevano realizzare il motore del futuro di Audi, che ha convinto le e i decision maker. «Per quanto le nostre idee fossero stravaganti, abbiamo deciso insieme di correre il rischio e siamo riusciti ad attuare tutte le misure», racconta Andreas Ruf. È tale impegno incondizionato ad aver portato allo straordinario risultato finale. Ruf ha grande ammirazione per il team: «Tutti hanno superato i propri limiti. Ingegnere e ingegneri devono operare al di fuori della propria zona di comfort. Questo si traduce in innovazione e progresso. Senza valicarne i confini, non si possono raggiungere traguardi lontani».

In fase di sviluppo è emerso ben presto che il motore più performante della gamma, inizialmente pensato solo per i modelli Audi S, fosse anche il più efficiente di tutti. Maggiore potenza a minori consumi? Ciò che in passato ha rivoluzionato la logica del motore a combustione, nella mobilità elettrica va di pari passo con lo sviluppo. Andreas Ruf: «Questo potente motore viene oggi impiegato nella piattaforma PPE per tutti i modelli Audi completamente elettrici. Tramite software gestiamo la ripartizione tra potenza e coppia nei diversi veicoli. In questo modo l’intera clientela può beneficiare di una grande efficienza del motore».

Resta da chiedersi: dove ci porterà il nostro viaggio in futuro? Dove c’è ancora margine di miglioramento? Andreas Ruf è ottimista: «Negli ultimi dieci anni lo sviluppo dei motori elettrici per la mobilità ha compiuto passi più grandi che nei cento anni precedenti. Ora siamo chiamati a produrre queste innovazioni in modo ancor più sostenibile». Sebbene Audi risparmi già energia in ampia misura per la produzione dell’attuale motore elettrico nello stabilimento Audi di Györ e riduca notevolmente l’uso di materie prime da terre rare pesanti, l’ambizione di proseguire l’ottimizzazione è un passo importante verso il futuro.