TECHRULES RIVOLUZIONA L’AUTO ELETTRICA E PRESENTA IL CONCEPT DELLA PRIMA EV SUPERCAR CINESE

Techrules, nuova società di ricerca e sviluppo con sede in Cina, ha fatto il suo debutto mondiale al Salone dell'Auto di Ginevra del 2016. L'azienda è impegnata nell'innovazione nel settore delle nuove tecnologie energetiche; lo scopo finale è di elevare le prestazioni ambientali e dinamiche dei veicoli elettrici e allo stesso tempo rendere l'uso di questo tipo di mezzi più pratico e piacevole per gli utenti.

Techrules ha sviluppato il sistema TREV (Turbine-Recharging Electric Vehicle), una tecnologia brevettata di propulsione ibrida seriale che prevede l'utilizzo di un generatore a turbina. Il concetto unisce le consolidate esperienze preesistenti di tecnologie aeronautiche e propulsione elettrica con diverse innovazioni tecniche esclusive. Il risultato è un livello mai raggiunto prima di efficienza e prestazioni unito a un bassissimo impatto ambientale.

TREV è un sistema di autonomia estesa che utilizza una microturbina per generare l'elettricità necessaria a ricaricare il pacco batterie che alimenta i motori elettrici di trazione. Le nuove tecnologie di gestione avanzata delle batterie consentono un'efficienza di ricarica superiore, mentre la presenza a bordo di un generatore a turbina per estendere l'autonomia porta all'utilizzo di un pacco batterie più piccolo, con un netto risparmio di peso e volume occupato.

Techrules mostra la sua straordinaria tecnologia al Salone di Ginevra 2016 applicata a una concept car plug-in ibrida ad autonomia estesa TREV che rappresenta il primo passo verso la produzione della prima supercar cinese. Un’auto di test ha effettuato le prime prove nel febbraio 2016 sul circuito inglese di Silverstone. Con una potenza di punta di 768 kW (1.044 cv), le stime iniziali indicano prestazioni straordinarie (0- 100 km/h in 2,5 secondi, velocità massima autolimitata a 350 km/h) e un’autonomia eccezionale (oltre 2.000 km). Techrules prevede di avviare la produzione in serie della tecnologia TREV entro un paio di anni con una supercar in piccola serie progettata internamente. Intende quindi, negli anni immediatamente successivi, avviare la produzione di utilitarie in numeri molto più consistenti.

TREV, Turbine-Recharging Electric Vehicle (veicolo elettrico con ricarica a turbine) è un nuovissimo sistema ibrido seriale di propulsione protetto da brevetto. Sfrutta un generatore basato su una microturbina ispirata dalla tecnologia utilizzata comunemente nell'industria aerospaziale mondiale e nell'industria della generazione di energia su larga scala. La turbina muove un generatore che carica una batteria.

Quest'ultima alimenta i motori di trazione. Diversamente da molti sistemi a turbina sviluppati in precedenza, non c'è un'alimentazione elettrica diretta che va dal generatore ai motori: il sistema TREV è semplicemente un sistema ibrido seriale di autonomia estesa.

L'aria introdotta nella microturbina passa attraverso lo scambiatore dove, per migliorare il rendimento, il calore dei gas di scarico viene trasferito all'aria fredda aspirata, che poi viene compressa prima di entrare nella camera di combustione. L'accensione della miscela di carburante e aria calda compressa genera un'enorme quantità di energia: si produce così un flusso ad altissima velocità che viene indirizzato verso la turbina. I gas di scarico prodotti passano nello scambiatore di calore per recuperarne l'energia residua trasferendola all'aria fredda aspirata dall'esterno.

Nei veicoli elettrici, però, a muovere le ruote è un motore elettrico, quindi il propulsore a combustione interna può essere dedicato esclusivamente a convertire energia chimica in energia meccanica e alla fine in energia elettrica. Questo principio offre vantaggi decisivi: rende possibile usare un motore a turbina, molto efficiente grazie ad attriti interni ridottissimi, per la produzione di energia elettrica attraverso un generatore. Il risultato è un eccellente sistema per estendere l'autonomia dei nostri veicoli”. L'albero della turbina muove un generatore che produce elettricità per caricare le celle della batteria. Nella configurazione scelta da Techrules, turbina e generatore condividono lo stesso albero e ruotano quindi alla stessa velocità: oltre 96.000 giri/min.

Il peso totale del sistema di autonomia estesa TREV, formato da microturbina, inverter, pompa carburante, pompe aria e generatore, escludendo batteria e motori, è di circa 100 kg.

Il sistema TREV integra diverse nuove tecnologie che lo rendono circa il 50% più efficiente delle soluzioni a turbina alimentate a benzina. Il risultato ne incrementa notevolmente l’appetibilità nell’applicazione alla produzione di serie.

Le elevate velocità di rotazione richieste per poter aspirare il volume d'aria necessario rendono fondamentale ridurre al massimo gli attriti per avere la massima efficienza. Techrules utilizza la tecnologia dei cuscinetti ad aria: a separare l'albero dai suoi supporti vi è aria compressa ad alta pressione, invece del tradizionale film di olio lubrificante. Ne risultano perdite per attrito molto inferiori, dato che vengono eliminate le perdite parassite di un cuscinetto meccanico. L'uso del cuscinetto ad aria non è una novità assoluta, ma Techrules ha implementato questa tecnologia prevedendo l'uso, in prima mondiale, di soluzioni davvero innovative.

Fondamentale è il supporto supplementare dato dall’utilizzo di un campo magnetico che permette un preciso posizionamento nello spazio dell'albero motore. La somma delle due soluzioni porta a un'eccezionale stabilità del sistema. La presenza di un cuscinetto a sospensione magnetica permette tolleranze maggiori (circa 10 volte superiori) tra l'albero e le superfici circostanti. Questo porta a vantaggi significativi per la durata nel tempo del sistema.

Questa affidabilità è un elemento importante per l'applicazione al mondo dell'auto di sistemi a turbina perché, diversamente da quanto accade negli impianti di generazione di energia fissi, il sistema deve assorbire le sollecitazioni dovute, ad esempio, agli scuotimenti verticali dati dalle sconnessioni stradali e dalle forze laterali che si sviluppano in curva. Il sistema ibrido di cuscinetti Techrules porta anche a economie dal punto di vista produttivo, perché riduce la necessità di realizzare tolleranze estremamente precise tra le parti mobili e quelle fisse.

Techrules ha introdotto anche un tipo di scambiatore di calore innovativo che incrementa l'efficienza dello scambio rispetto ai sistemi convenzionali. In questo scambiatore di calore ibrido è stato utilizzato un nuovo materiale che aumenta di molto l'efficienza del recupero di calore dai gas di scarico.

La turbina, che ruota a 96.000 giri/min, produce 36 kW. Di questa potenza, 30 kW alimentano il generatore, i restanti 6 sono indirizzati all'equipaggiamento ausiliario come gli inverter. L'output di 30 kW del generatore è utilizzato per caricare il pacco batterie.

Il sistema TREV utilizza un innovativo sistema di gestione intelligente della batteria che ottimizza l'efficienza della ricarica e la sua ripartizione tra le singole celle della batteria.

Data la presenza di un sistema di autonomia estesa, Techrules – diversamente dalla maggior parte dei programmi di sviluppo di veicoli elettrici – privilegia la densità di potenza rispetto alla densità di energia. Ovvero la capacità di esprimere un'elevata potenza di picco rispetto alla quantità di energia totale accumulabile.

Il pacco batterie ha una tensione di 720 V e la capacità energetica utile è di 20 kWh. Con questa configurazione, grazie anche al suo sistema di gestione intelligente, la ricarica tramite generatore a turbina avviene in circa 40 minuti.

La tecnologia TREV riduce l'impatto ambientale, riferito all'intero ciclo di vita, dei veicoli elettrici intervenendo su diverse delle principali problematiche delle tecnologie attuali.

È in grado di offrire un'autonomia senza precedenti per una supercar con sistema ibrido seriale. Le stime, basate sui test iniziali, indicano che con la sola batteria l'autonomia di una futura supercar di serie sarà fino a 150 km. Qualora non fosse disponibile un punto di ricarica, la tecnologia TREV può ricaricare le batterie in ogni situazione, sia durante la marcia – eliminando l'ansia da autonomia residua – sia con l'auto posteggiata, senza alcuna supervisione, ad esempio di notte.

L'autonomia massima della concept supercar da più di 1.000 cv presentata a Ginevra è prevista in oltre 2.000 km (in condizioni di marcia urbana), utilizzando un serbatoio da 80 litri di cherosene aeronautico o di carburante con caratteristiche simili.

Un'altra sfida fondamentale per portare alla diffusione di massa i veicoli elettrici in diversi mercati è l'elevato impatto sulla rete elettrica, impossibile da affrontare con la capacità delle reti attuali. Se il mercato cinese, ad esempio, adottasse diffusamente i veicoli elettrici plug-in, il risultato sarebbe un deciso aumento dell'inquinamento dovuto alle centrali termoelettriche a carbone. Molti altri mercati del mondo occidentale sono pericolosamente vicini al limite delle capacità di generazione elettrica delle loro infrastrutture e l’introduzione di una grande quantità di veicoli ricaricabili dalla rete potrebbe essere problematica. Il sistema TREV si adatta facilmente a una grande varietà di carburanti. Questo significa che la configurazione può essere impostata su misura della tipologia di carburante già prevalente in un mercato specifico, dove sono presenti infrastrutture complete di fornitura e distribuzione. Il risultato è che l'adozione del TREV da parte dell'industria di fornitura carburanti, dei costruttori di veicoli e degli automobilisti non richiede alcun particolare investimento in nuove reti, diversamente da quel che accade con i veicoli elettrici ricaricabili dalla rete o con le fuel cell a idrogeno. Il sistema a turbina TREV è stato collaudato in varie forme, con versioni alternative funzionanti a metano, biogas, benzina, gasolio e cherosene da aviazione.

La diffusione dei veicoli elettrici dipende anche dalla disponibilità di punti di ricarica, per la realizzazione dei quali sono necessari rilevanti investimenti infrastrutturali che potrebbero essere azzerati appoggiandosi alle reti esistenti di distribuzione carburante.

Il sistema TREV consente di ottenere un'efficienza elevata ed emissioni contenute. Si tratta di una soluzione propulsiva “sigillata a vita” che richiede una manutenzione ridotta pressoché a zero in tutto il ciclo di vita del veicolo. L'unico intervento periodico richiesto riguarda il filtro aria.

Techrules presenta la sua tecnologia TREV al Salone dell'Auto di Ginevra 2016 applicata a una concept supercar a due posti e trazione integrale. Il generatore a turbina è montato dietro l'abitacolo e davanti alle ruote posteriori, rendendo di fatto questa concept un veicolo elettrico a 'motore centrale'.

È proposta in due versioni differenti, AT96 e GT96, ciascuna con una propria configurazione del sistema TREV. Questi modelli rappresentano due varianti della visione di come potrebbe presentarsi la prima supercar cinese quando la tecnologia di ricarica a turbina sarà disponibile per la produzione di serie.

La GT96 (Gas Turbine) alimentata a biogas o gas naturale prefigura una versione stradale della supercar.

La supercar può essere ricaricata anche in modalità plug-in per quei mercati che dispongono di punti di ricarica alimentati da fonti rinnovabili o che consentono una ricarica a casa propria.

Un primo “muletto” basato sulla versione AT96 "Aviation Turbine" è stato prodotto per Techrules da partner specializzati in Italia e Regno Unito. I primi test si sono svolti a febbraio 2016 sul leggendario circuito di Silverstone (come potete vedere dal video allegato alpresente articolo).

Si prevede per la supercar concept un'autonomia con la sola energia delle batterie fino a 150 km, con la turbina in funzione l'autonomia totale è valutata in 2.000 km con 80 litri di cherosene aeronautico o di un altro carburante con lo stesso potere calorifico.

La potenza combinata dei motori è di 768 kW (1.044 cv) mentre la coppia massima alle ruote può superare gli 8.600 Nm. Con un livello di potenza così elevato e disponibile con assoluta immediatezza, le prestazioni sono in linea con quella delle supercar di oggi: 0 - 100 km/h in 2,5 secondi, velocità massima autolimitata elettronicamente di 350 km/h. Con il funzionamento plug-in, i consumi sono previsti in soli 0,18 l/100km.

Il cuore della concept è una monoscocca in fibra di carbonio che offre un eccezionale livello di rigidità torsionale e protezione degli occupanti. Anche la carrozzeria, comprese le porte a diedro (o ad ala di farfalla), è in fibra di carbonio.

Al di sotto della carrozzeria in fibra di carbonio c'è il pacco batterie a forma di T disposto longitudinalmente, come una sorta di colonna vertebrale dell'auto. Questa configurazione dà all'abitacolo lo stesso aspetto che si avrebbe in presenza del tunnel di trasmissione di una tradizionale configurazione a trazione anteriore e motore posteriore. Il pacco batterie è raffreddato ad acqua per mantenere le celle a una temperatura ottimale. Può essere ricaricato dal generatore a turbina in circa 40 minuti.

La propulsione della concept supercar è affidata a sei motori elettrici, ciascuno dei quali pesa 13 kg ed è collegato al proprio inverter dedicato. Ogni ruota anteriore è collegata a un motore singolo, mentre ogni ruota posteriore è collegata a una coppia di motori. I vantaggi principali nell'uso di una coppia di motori piccoli rispetto a uno solo più grande sono un più efficace sfruttamento degli spazi e un montaggio più semplice sulla monoscocca.

Presentare la tecnologia TREV applicandola alla propria supercar permetterà a Techrules di dimostrare le proprie credenziali, proponendo una tecnologia amica dell'ambiente capace al tempo stesso di offrire eccezionali prestazioni dinamiche. Nella sua rapida evoluzione da polo di ricerca e sviluppo del settore automotive a produttore di autoveicoli, Techrules punta a proporsi come simbolica guida dell'industria automobilistica cinese verso i più elevati standard internazionali di qualità e prestazioni.

Il progetto attuale prevede una supercar con tecnologia TREV da realizzare e vendere in numeri limitati nei prossimi anni. La produzione in piccola serie aiuterà Techrules a perfezionare il processo produttivo del

sistema TREV e a sperimentarlo in condizioni reali per arrivare successivamente alla produzione di grande seriedi utilitarie del segmento B e C.

Categoria: Green