E-TECH 4×4 300 cv: i segreti del “super-ibrido” da 300 cv

Renault si è basata sulle sue competenze nei veicoli elettrici per sviluppare l’innovativa motorizzazione E-TECH Hybrid. Il progetto ha potuto contare anche sul sostegno entusiasta ed appassionato degli esperti di ingegneria, sviluppo e controllo. Oggi è nato il gruppo motopropulsore E-Tech 4×4 300 cv: basato sul motore E-Tech 200 cv, la sua produzione ha comportato un certo numero di cambiamenti ambiziosi. In questo sesto episodio vedremo le sfide che la Marca ha dovuto affrontare per progettare questo gruppo motopropulsore “super-ibrido”.

È il 18 giugno 2023 e ci troviamo al Salone di Le Bourget per la prima presentazione alla stampa di Renault Rafale E-Tech 200 cv. Luca de Meo, CEO del Gruppo Renault, svela la nuova ammiraglia della Marca pronunciando queste parole:

Con Rafale riportiamo Renault a uno dei suoi vecchi sogni, quello di dimostrare che la Marca è in grado di prendere quota e persino farsi un giro di pista ai vertici del mercato.

Quest’enigmatico “giro di pista” si sarebbe concretizzato a Novembre 2024 con i test drive organizzati per la stampa della versione ad “alte prestazioni” di Rafale, nota come E-Tech 4×4 300 cv.

La vocazione di Renault Rafale è chiara: realizzare l’obiettivo dichiarato da Luca de Meo di posizionare i prodotti Renault nei segmenti superiori del mercato, affermando la sua eccellenza tecnologica. A riprova di quest’ultima, Luca de Meo parla di un traguardo psicologico da raggiungere: 300 cavalli… la potenza del futuro motore progettato appositamente per l’esclusiva versione ad alte prestazioni di Renault Rafale.

La ripresa di Renault Rafale, che passa da 80 a 120 km/h in 4 secondi, è una delle migliori del mercato dei SUV alto di gamma.

Vorrei che questa versione ad alte prestazioni di Rafale fosse un super-ibrido. Non voglio che facciamo le cose a metà, ma che creiamo un capolavoro.

Luca de Meo

Per gli ingegneri era chiaro che questa versione ad alte prestazioni di Rafale dovesse essere dotata della massima espressione tecnica e tecnologica del sistema E-TECH! Tutti gli esperti – Nicolas Fremau, Alexandre Herrero, Corentin Kerouredan, Octavie Okamba-Diogo e Romain Saulnier – si sono mobilitati, ognuno nella sua area di competenza, per affrontare questa bella sfida.

Sfida n. 1: gestire i flussi di energia e la trazione integrale
Gli ingegneri esperti di motori del Technocentre non fanno mai le cose a metà, ma per progettare il futuro “super-ibrido” da 300 cv, sono partiti da un’ottima base: l’E-Tech 200 cv.

Per quanto riguarda le modifiche da apportare, Nicolas Fremau, esperto del gruppo motopropulsore ibrido alla base della tecnologia E-Tech, ha contribuito a stabilire il punto di partenza: «Il motore benzina 3 cilindri da 1,2 litri dell’E-Tech 200 cv ha un picco di efficienza che raggiunge il 43%. Per ottenere 100 cavalli in più, l’unica soluzione poteva essere quella di abbinarlo ad un turbocompressore più grande e aggiungere al gruppo motopropulsore un motore elettrico supplementare. Per alimentare quest’ultimo e ottenere un’autonomia in modalità 100% elettrica in grado di soddisfare le esigenze di guida quotidiana, bisognava prevedere una batteria più potente e trasformare il gruppo motopropulsore in sistema plug-in hybrid.»

Grazie alla sua modularità, la piattaforma CMF-CD di ultima generazione di Renault Rafale consente di montare un motore elettrico al posteriore e aggiungere una batteria ricaricabile da 22 kWh sotto il pianale. Questa configurazione è, peraltro, ottimale per la distribuzione del peso. Nell’ambito del progetto “super-ibrido”, la scelta di installare il motore elettrico al posteriore offre due grandi vantaggi: permette di mantenere invariata l’architettura dell’E-Tech 200 cv sotto il cofano e di offrire la trazione integrale collegandolo alle ruote posteriori. Questa caratteristica tecnica è molto apprezzata dai clienti dei SUV alto di gamma. Ecco quindi stabilite le specifiche tecniche. Il futuro Renault Rafale 300 cv sarebbe stato plug-in hybrid e a trazione integrale.

Oltre a scegliere i componenti meccanici, bisognava fare in modo che funzionassero perfettamente insieme. Questa è l’area di competenza dei nostri piloti esperti di prestazioni/ calibrazione. «Per mettere a punto il motore, le nostre due principali difficoltà sono state, da una parte, la gestione dei vincoli di coppia tra assali e, dall’altra, l’ottenimento di una trazione integrale efficiente con i motori anteriore e posteriore non collegati meccanicamente», ha affermato Alexandre Herrero.

Come spiegato nell’episodio 3 sull’energy management del sistema E-Tech, l’intelligenza del sistema è gestita dalle centraline elettroniche. «Per la configurazione software della centralina motore, abbiamo sviluppato leggi di gestione dell’energia molto complesse che tengono conto della triade velocità / coppia / livello di carica della batteria. Ogni parametro doveva garantire un’esperienza dinamica fluida in ogni circostanza», ha precisato.

Alexandre Herrero e Corentin Kerouredan hanno sfruttato al massimo l’incredibile versatilità resa possibile dalla gestione software dei motori e della trasmissione. Per quanto riguarda la motricità, il sistema a trazione integrale è sempre pronto ad attivarsi, con una distribuzione della coppia che può variare in modo istantaneo dal 100% alle ruote anteriori (trazione anteriore) al 100% alle ruote posteriori (trazione posteriore), in funzione dei parametri selezionati dal conducente, del tipo di guida e delle condizioni del traffico (in genere, la trazione anteriore è preferita fino a 70 km/h, mentre oltre si passa alla trazione posteriore).

Da un punto di vista meccanico, scollegando in qualsiasi momento uno dei motori (in modalità ibrida o 100% elettrica) è sempre possibile ottimizzare i consumi. «Le funzioni del software stimano il fabbisogno di potenza ed energia del veicolo in funzione di una molteplicità di variabili, come lo stato di carica della batteria, il profilo di guida (velocità ed accelerazione), la strada (pendenze, velocità), ma anche il peso del veicolo (massa totale rimorchiabile a 4 tonnellate). La magia del sistema E-Tech sta nella sua capacità di trovare sempre, da un lato, il miglior compromesso tra le prestazioni di trazione di un 4×4 e, dall’altro, il punto di rendimento massimo di tutte le fonti di energia. Il ricorso al motore termico è quindi massimizzato nel range di funzionamento verso il punto di miglior rendimento. Il tutto con la massima trasparenza per il cliente! Siamo riusciti ad ottenere un’ottima trazione abbinandola ad un’elevata efficienza», afferma con soddisfazione Corentin Kerouredan.

La magia del sistema E-Tech consiste nel trovare sempre il miglior compromesso tra trazione anteriore e prestazioni da 4×4.

Sfida n. 2: creare un inedito motore plug-in hybrid
Per trasformare un gruppo motopropulsore full hybrid in plug-in hybrid, ossia dotarlo di batteria ricaricabile, non basta “aggiungere” una presa. La batteria della motorizzazione E-Tech 4×4 300 cv è non solo 10 volte più potente di quella dell’E-Tech 200 cv (22 kWh contro 2 kWh), ma anche la chimica è fondamentalmente diversa. La composizione e l’architettura della batteria sono, infatti, caratterizzate da molteplici criteri: autonomia, fabbisogno di potenza, frequenza di ricarica.

La batteria di Rafale E-Tech 4×4 300 cv è stata appositamente sviluppata per questo modello.

Per offrire sempre 300 cavalli al volante di Rafale, abbiamo sviluppato una batteria da 22 kWh di potenza con una chimica NMC (nichel-manganese-cobalto). Con i colleghi del gruppo motopropulsore, abbiamo dovuto trovare compromessi affinché le prestazioni al volante andassero di pari passo con un comportamento omogeneo, forte autonomia e grande affidabilità

Octavie Okamba-Diogo, Team Leader Settore Batterie.

Per il funzionamento ottimale della batteria, la temperatura ideale è di 25°C. Date le dimensioni della batteria e i requisiti di potenza, la gestione termica delle celle è stata una grande sfida. Per ottenere un aumento di temperatura efficiente, veloce ed eterogeneo, è stato necessario progettare una copertura riscaldante in alluminio che, tramite resistenza elettrica, garantisce un aumento di temperatura dell’ordine di +2°/minuto. «Senza quest’innovazione, l’aumento della temperatura della batteria sarebbe stato dieci volte più lento, limitando le prestazioni», ha precisato Octavie Okamba-Diogo.

Sfida n. 3: gestire la complessità meccanica e software
Date le molteplici tecnologie regolabili disponibili con Renault Rafale E-Tech 4×4 300 cv nell’allestimento Atelier Alpine (4 motori, 4 ruote motrici, 4 ruote sterzanti, frenata rigenerativa e sospensioni controllate), la sfida degli ingegneri e soprattutto di Romain Saulnier è consistita nel semplificare l’utilizzo, in modo da permettere al conducente di concentrarsi sul piacere di guida. Quest’ultimo dispone di tre menu per personalizzare la sua esperienza al volante: Multi-Sense, E-Save e l’inedito Agility Control.

Il conducente può personalizzare le sensazioni di guida sul display multimediale usando Multi-Sense in quattro modalità: Eco, Comfort, Sport e Snow. I diversi tipi di sforzo dello sterzo, reattività del motore e agilità del telaio offrono tutta una varietà di esperienze che vanno dalla guida dinamica della modalità Sport alla maggiore trazione in condizioni di scarsa aderenza in modalità Snow.

Il conducente può personalizzare le sensazioni di guida sul display multimediale usando Multi-Sense in quattro modalità: Eco, Comfort, Sport e Snow.

Il pulsante EV Mode, situato sul bracciolo centrale, dà accesso a tre modalità di guida: Hybrid (predefinita), Electric (guida forzata 100% elettrica per una potenza fino a 160 cv e velocità massima di 135 km/h) ed E-Save (con carica della batteria mantenuta sopra al 25% grazie al ricorso al motore termico come generatore).

Disponibile solo con l’allestimento Atelier Alpine, il menu Dynamic Chassis del sistema multimediale offre al conducente impostazioni ottimizzate del sistema 4Control Advanced, ma anche le regole degli ammortizzatori e dell’ESP con tre possibili scelte: Comfort (ideale per gli spostamenti quotidiani, soprattutto in città), Dynamic (per il giusto compromesso tra agilità e buon livello di filtraggio) e Sport (con un’attenzione particolare alla stabilità della traiettoria e al piacere di guida).

«Con queste tre esperienze di guida facilmente selezionabili e tutte ottimizzate da Alpine Cars, il conducente è sicuro di guidare Rafale E-Tech 4×4 300 cv Atelier Alpine nella configurazione ideale», ha precisato Romain Saulnier, Architetto Sintesi Prestazioni.

Alla massima potenza di carica accettata, ossia 7,4 kW (32 A), per la ricarica completa della batteria ci vogliono 2 ore e 10 minuti per passare da 0 all’80% e 2 ore e 55 minuti per passare da 0 al 100%.

Renault Rafale E-Tech 4×4 300 cv offre il meglio dei due mondi: elettrico ed ibrido plug-in. Nella guida quotidiana, funziona su richiesta come un’auto 100% elettrica, con un’autonomia fino a 105 chilometri (ciclo EV WLTP) che incentiva a ricaricarsi regolarmente su presa. Per i lunghi viaggi, i consumi si attestano ai migliori livelli del mercato (0,5 l/100 km con batteria carica e 5,8 l/100 km con batteria scarica nell’allestimento Esprit Alpine, in ciclo WLTP) consentendo di percorrere fino a 1.000 km con un solo pieno. Nella modalità Sport, il comportamento dinamico è estremamente efficiente, con ripresa da 80 a 120 km/h in 4 secondi, la miglior prestazione del segmento dei SUV, compresi quelli di livello premium.

Sotto il cofano di Renault Rafale, la motorizzazione E-Tech 4×4 300 cv soddisfa le aspettative, alzando ulteriormente l’asticella dell’eccellenza del sistema E-Tech in termini di dinamismo, sportività ed efficienza.

«Con la motorizzazione E-Tech 4×4 300 cv, abbiamo puntato alla Luna e siamo arrivati su Marte», conclude Nicolas Fremau.