N Vision 74: manifesto della leadership di Hyundai nelle elevate performance elettrificate

·       Hyundai utilizza i suoi rolling lab per esplorare modi di lavorare con tecnologie diverse e stimolanti con l’obiettivo di guidare la transizione elettrica
·       N Vision 74 rappresenta la vision di Hyundai N per la guida ad alte prestazioni sostenibile e allo stesso tempo divertente, superando l’era dei veicoli elettrici a batteria (BEV) con la prima architettura ibrida a celle a combustibile a idrogeno
·       Un secondo rolling lab, RN22e, risponde alle sfide tecniche dei veicoli elettrici ad alte prestazioni attraverso funzioni innovative relative a peso, raffreddamento e ricarica

N Vision 74 è un laboratorio su ruote (rolling lab) unico che, combinando l’innovativa architettura ibrida a celle a combustibile di Hyundai a un design audace e iconico, rappresenta la visione del futuro a medio-lungo termine di Hyundai.

L’azienda ha annunciato per la prima volta questa sua visione della tecnologica nel 2015, quando ha presentato la concept car N 2025 Vision Gran Turismo contestualmente al lancio del suo brand ad alte prestazioni Hyundai N, per immaginare il futuro delle alte prestazioni basato sulle celle a combustibile.

Dopo soli sette anni, la tecnologia all’avanguardia che questa concept car virtuale ha presentato in anteprima è ora disponibile in una vettura reale, che è possibile guidare. N Vision 74 è il primo veicolo ibrido ad alte prestazioni a idrogeno al mondo, rendendo testimonianza della leadership di Hyundai nelle tecnologie delle alte prestazioni sostenibili.

I rolling lab di Hyundai

I rolling lab sono veri e propri laboratori su quattro ruote attraverso cui il brand N di Hyundai può esplorare tutto ciò che collega nuove tecnologie motorsport ad alte prestazioni ai futuri modelli N, costruendo un ponte tra i suoi veicoli destinati al motorsport e quelli destinati alla produzione. Testati approfonditamente, questi veicoli hanno l’obiettivo di portare le tecnologie ad alte prestazioni dal mondo del motorsport alle strade di tutti i giorni.

Hyundai ha iniziato a sviluppare i rolling lab nel 2012 quando ha cominciato il progetto RM (che si riferisce alla configurazione “Racing Midship” con propulsore centrale e trazione posteriore del prototipo N). Dall’inizio del progetto RM e dalla successiva evoluzione della serie omonima, i modelli RM sono stati sottoposti a numerosi e impegnativi test su strada per collaudare le nuove tecnologie sviluppate, osservarne gli effetti sulle performance e migliorare queste ultime per la successiva applicazione sui futuri modelli N.

Alcuni esempi di tecnologie inizialmente sviluppate sui rolling lab e che sono state successivamente introdotte su modelli di produzione sono e-LSD (electronic-Limited Slip Differential), la trasmissione DCT doppia frizione a bagno d’olio a 8 rapporti e avanzate tecnologie ad alte prestazioni come il Power Electric System, oppure i sistemi EV a doppia frizione EV e di torque vectoring.

Le sfide dello sviluppo di un veicolo elettrico ad alte prestazioni

L’elettrificazione non è più semplicemente un’opzione per l’industria automobilistica, ma piuttosto un cambiamento destinato rimanere e questo vale anche per le auto ad alte prestazioni. Tuttavia, per sostituire completamente le vetture con motori a combustione interna (ICE), i veicoli elettrici ad alte prestazioni devono superare una serie di ostacoli tecnici.

In primo luogo, le batterie di grande capacità non solo aggiungono peso, ma limitano anche la dinamica dell’auto. Per garantire prestazioni elevate sono necessari motori potenti e batterie di grandi dimensioni: una vera sfida progettuale per gli ingegneri.

Il secondo punto è rappresentato dal raffreddamento, il fattore più importante per un veicolo elettrico ad alte prestazioni. Senza un raffreddamento adeguato le prestazioni diminuiscono rapidamente, limitando le lunghe sessioni di guida in pista a causa del surriscaldamento. Infine, si parla della ricarica, che nei veicoli elettrici è più lunga rispetto al rifornimento delle auto ICE.

Seguendo la filosofia N, gli ingegneri Hyundai lavorano continuamente per superare questi limiti, mantenendo però i tre pilastri alla base delle prestazioni del brand N. Per quanto riguarda il pillar “Corner Rascal” (una vettura agile e perfettamente bilanciata in curva) hanno lavorato per superare i limiti fisici dati dal maggior peso, consentendo al contempo al veicolo di resistere a condizioni di guida estreme e garantire il secondo pillar: “Racetrack Capability”, secondo cui tutte le N devono garantire divertenti performance in pista. Il tutto senza dimenticare quegli aspetti che fanno fede al terzo pillar, “Everyday Sports Car”, secondo cui un’auto N deve essere una vettura pratica per tutti e per tutte le esigenze.

Per mantenere anche quest’ultimo punto del brand N nell’era dell’elettrificazione, gli ingegneri e i ricercatori di Hyundai hanno collaborato nei centri di ricerca e sviluppo di tutto il mondo per analizzare gli ostacoli tecnici e proporre continuamente nuove idee per raggiungere gli obiettivi dell’azienda in termini di specifiche, prestazioni e autonomia di guida.

 

Come è stata sviluppata Hyundai N Vision 74

Il rolling lab N Vision 74 è stato sviluppato per superare i limiti dei veicoli elettrici. Durante la fase di sviluppo, gli ingegneri hanno optato per una struttura ibrida che utilizzasse la combinazione di un elettrico a batteria e di un sistema elettrico a celle a combustibile a idrogeno (FCEV).

 

Le celle a combustibile funzionano combinando l’idrogeno con l’ossigeno prelevato dall’aria per produrre elettricità, calore e acqua. Quando l’idrogeno immagazzinato nei serbatoi entra nella pila a combustibile viene scomposto in protoni ed elettroni, e il flusso di elettroni creato nella cella a combustibile fornisce elettricità che aziona il motore elettrico e i protoni reagiscono con le molecole di ossigeno dall’aria, generando calore e acqua.

 

I vantaggi dei veicoli elettrici a batteria (BEV) sono ben documentati, ma anche gli FCEV offrono una serie di vantaggi. A parte l’acqua, gli FCEV non producono emissioni e migliorano anche la qualità dell’aria durante la guida: le celle a combustibile richiedono aria purificata, per questo motivo il filtro dell’aria rimuove il microparticolato ed espelle l’aria inutilizzata, più pulita di prima.  Anche le celle a combustibile a idrogeno sono altamente efficienti: offrono un’efficienza del 50-60% quando si produce solo elettricità e dell’80-90% quando il calore emesso viene riutilizzato. Inoltre, gli FCEV sono un’interessante fonte di energia per il futuro della mobilità elettrica poiché offrono autonomie e tempi di rifornimento più brevi rispetto ai BEV.

 

Sebbene N Vision 74 utilizzi un powertrain ibrido idrogeno-elettrico, il veicolo presenta una configurazione del sistema diversa rispetto ad altri veicoli a celle a combustibile a idrogeno o elettrici a batteria. A differenza degli FCEV esistenti che utilizzano pile integrate di celle a combustibile a idrogeno che portano l’elettricità direttamente al motore, N Vision 74 introduce un passo aggiuntivo con la batteria ad alta capacità. In questo modo vengono migliorati i picchi di carico delle batterie, mantenendole entro un intervallo di temperatura ottimale per un’erogazione di potenza costante.

 

Le due diverse alimentazioni di N Vision 74 possono essere utilizzate in modo flessibile a seconda delle diverse condizioni di guida. Gli ingegneri Hyundai hanno scelto questo approccio audace perché credono nei vantaggi di entrambe le tecnologie nelle loro rispettive aree di applicazione.

L’architettura di N Vision 74

Come primo rolling lab ibrido a celle a combustibile di Hyundai N per esplorare il divertimento alla guida nell’era dell’elettrificazione, il powertrain di N Vision 74 è progettato per fornire un’elevata resistenza e una ricarica rapida quando si è in pista. Gli ingegneri hanno sviluppato un sistema di controllo cooperativo per consentire alle due diverse fonti di energia di lavorare insieme nella massima sinergia.

 

La pila di celle a combustibile a idrogeno dell’auto è montata nella parte anteriore, con una batteria a T situata appena dietro il guidatore per abbassare l’altezza complessiva della vettura e il baricentro. Mentre il centro di massa tipicamente più basso dei veicoli elettrici non compensa completamente il peso extra che trasportano, questa caratteristica offre vantaggi significativi, come una migliore trazione e un minore rollio, offrendo una guida più stabile specialmente alle alte velocità.

 

Serbatoi di idrogeno da 2,1 kg sono stati posizionati sull’asse posteriore, sopra due potenti motori – uno per alimentare in modo indipendente ciascuna ruota posteriore – che generano un totale di 500 kW. La progettazione del sistema di integrazione e del software di controllo di N Vision 74, sviluppati internamente, è stata molto più avanzata di quelli di normali veicoli elettrici, e ha molti punti in comune con quella dei camion a idrogeno Hyundai XCIENT Fuel Cell, operativi da due anni in Svizzera e anche in Germania.

 

La doppia ricarica offre flessibilità

I sistemi di alimentazione a batteria e a celle a combustibile a idrogeno di N Vision 74 possono funzionare separatamente. Quando non vengono richieste le massime prestazioni la cella a combustibile alimenta l’auto, mentre quando si cercano performance elevate entrambi i sistemi funzionano in combinazione.

 

La natura a doppia ricarica di questo sistema ibrido offre agli ingegneri molta flessibilità a seconda dell’utilizzo di N Vision 74. I serbatoi di idrogeno possono essere riforniti in meno di cinque minuti e possono essere utilizzati per caricare la batteria quando l’auto è in funzione, mentre il suo sistema di alimentazione elettrica a batteria assicura che l’auto rimanga pienamente funzionante anche se l’idrogeno non è disponibile.

 

Estetica funzionale: raffreddamento e aerodinamica

Con un sistema di raffreddamento complesso, N Vision 74 raggiunge l’efficienza dei flussi d’aria ottimale e un raffreddamento massimizzato in condizioni di guida ad alte prestazioni, offrendo il perfetto equilibrio per dare il massimo su pista e non surriscaldarsi.

 

Il posizionamento di celle a combustibile, batteria, motori e altre componenti è ottimizzato per lasciar spazio a tre canali di raffreddamento indipendenti volti a massimizzare l’efficienza energetica in diversi scenari di guida, come in pista.

 

La forma segue la funzione: gli elementi di raffreddamento di N Vision 74 sono integrati nel suo design aerodinamico, come la griglia anteriore con motivo a pixel e le prese d’aria laterali e posteriori. Inoltre, gli sfoghi per l’aria delle ruote anteriori indirizzano il flusso d’aria laterale nelle grandi prese di raffreddamento per consentire la gestione del calore del sistema elettrico di potenza.

 

Il design consente anche una migliore aerodinamica: la parte finale della minigonna laterale e lo spoiler ispirato al motorsport creano un carico aerodinamico posteriore che consente una migliore dinamica per una guida ad alte prestazioni, mentre il disegno aerodinamico delle ruote bilancia efficienza aerodinamica e prestazioni.

 

L’innovativo sistema di logica FCEV (VCU) con tecnologia torque vectoring

N Vision 74 è equipaggiata con un sistema VCU (Vehicle Control Unit) di logica FCEV con tecnologia torque vectoring nel doppio motore posteriore. Gli ingegneri Hyundai hanno sviluppato internamente il proprio software di controllo della distribuzione della coppa che funziona come un differenziale virtuale a slittamento limitato.

 

Questo sistema logico VCU su misura per N Vision 74 alimenta un e-TVTM (electronic Torque Vectoring by Twin Motors) per migliorare l’esperienza in curva con un motore da 235 kW su ciascuna ruota posteriore. Il sistema consente un controllo preciso e rapido della distribuzione indipendente sinistra/destra di potenza e coppia per soddisfare le necessità di diversi ambienti di guida. Doti ottimizzate di maneggevolezza e trazione migliorano l’esperienza in curva, rendendo Hyundai N Vision 74 perfetta per i circuiti e garantendo ai piloti di sperimentare davvero il carattere “Corner Rascal” di N.

 

I rolling lab come banco di prova per il futuro

Hyundai ha una lunga storia di sperimentazione con i rolling lab, tra cui i due più recenti N Vision 74 e RN22e. I rolling lab offrono nuove opportunità per BEV e FCEV nel motorsport per ottenere un divertimento di guida più sostenibile.

 

Le caratteristiche di N Vision 74, tra cui l’ampia autonomia di guida e il rifornimento rapido hanno il potenziale per rivoluzionare il settore del motorsport.

 

Caratterizzata da un design streamliner basato su IONIQ 6, RN22e combina tecnologie derivanti dal motorsport con la Electric-Global Modular Platform (E-GMP) di Hyundai, ricoprendo un banco prova importante per i prossimi modelli EV N, come IONIQ 5 N.

 

Lo sviluppo di N Vision 74 e RN22e, in parallelo con altri veicoli elettrici ad alte prestazioni, è vantaggioso per gli ingegneri Hyundai in termini di scambio di conoscenze. Ad esempio, i veicoli elettrici tendono ad avere una distribuzione del peso diversa rispetto ai veicoli con motori a combustione interna, quindi gli ingegneri N possono testare e sviluppare tecnologie di raffreddamento e frenata adeguati in condizioni estreme presso il centro prove del Nürburgring. 

Come rolling lab, N Vision 74 e RN22e contribuiranno a rendere presto realtà la visione di Hyundai per le elevate prestazioni elettrificate.