Audi RS Q e-tron, la gestione termica in condizioni estreme

Audi è il primo costruttore al mondo a prendere parte in veste ufficiale alla Dakar con un innovativo prototipo elettrico con range extender. Audi RS Q e-tron, pioniere della rivoluzione energetica nei rally raid, si avvale di un raffinato sistema di gestione termica composto da 6 circuiti di raffreddamento in grado di sfidare condizioni ambientali estreme.

Audi RS Q e-tron, la gestione termica in condizioni estreme

"Sin dagli albori del progetto Audi RS Q e-tron, uno dei principali obiettivi degli ingegneri è stato garantire un’efficiente gestione termica per tutti i sistemi del prototipo elettrico con range extender", ha affermato Sebastian Fröber, Responsabile dei Sistemi di Raffreddamento. "Inizialmente ci siamo affidati alle simulazioni di fluidodinamica computazionale, quindi abbiamo realizzato i primi prototipi". 

Preziosa si è rivelata l’esperienza maturata con Audi R18 e-tron quattro, prima racing car ibrida al mondo a conquistare la 24 Ore di Le Mans, e con le monoposto di Formula E, sebbene le finalità fossero radicalmente diverse: nel primo caso l’aerodinamica complessiva delle vetture costituiva la priorità, mentre per Audi RS Q e-tron, chiamata ad affrontare il deserto, è fondamentale favorire la dissipazione del calore. Un obiettivo raggiunto grazie all'implementazione di ben sei circuiti di raffreddamento.

Il cuore di Audi RS Q e-tron è costituito dalla batteria ad alto voltaggio. Per gestire la temperatura dell’accumulatore, la Casa dei quattro anelli si affida al refrigerante non conduttivo Novec, altresì noto come acqua senz’acqua o acqua secca, il cui radiatore è collocato sotto al cofano anteriore.

Audi RS Q e-tron, la gestione termica in condizioni estreme

Audi RS Q e-tron, la gestione termica in condizioni estreme

Audi RS Q e-tron, la gestione termica in condizioni estreme

Altrettanto cruciale si è dimostrato il problema della gestione termica dei tre powertrain derivati dalla monoposto Audi e-tron FE07 di Formula E: due MGU (Motor Generator Unit), una in corrispondenza di ciascun assale, si occupano della trazione, mentre una terza unità agisce quale generatore per contribuire alla ricarica della batteria ad alto voltaggio, specie in frenata. Le tre MGU, nello specifico, sono collegate mediante un circuito a bassa temperatura, forte di un radiatore specifico posizionato anch’esso sotto al cofano anteriore. 

I circuiti a bassa temperatura costituiscono una sfida ingegneristica particolarmente delicata. Mentre i sistemi ad alta temperatura beneficiano di un rilevante effetto raffreddamento anche in pieno sole con 40 °C, tale da scongiurare l’ebollizione, le soluzioni a bassa temperatura, che mirano a garantire l’afflusso di liquido non oltre i 60 °C, godono di un apporto ambientale limitato.

In prossimità del radiatore anteriore sinistro, dedicato, come accennato, alla gestione termica delle tre MGU, è collocato il circuito di raffreddamento dell’olio dello sterzo, sottoposto a un notevole stress nella guida off-road. Il medesimo circuito serve i martinetti per il sollevamento della vettura in caso di foratura. Parallelamente, la presa d’aria anteriore destra ospita il condensatore del climatizzatore.

Non essendo possibile attingere energia nel deserto, Audi ha optato per una soluzione on board: la batteria ad alta tensione viene rifornita durante la marcia grazie all’azione di un range extender. Funzione, quest’ultima, affidata al performante quattro cilindri TFSI, turbo a iniezione diretta di benzina, derivato dal DTM, il Campionato Tedesco Turismo, collocato trasversalmente alle spalle dell’abitacolo e servito da uno specifico circuito di raffreddamento, nonché da uno scambiatore di calore per il lubrificante. 

La sovralimentazione mediante turbocompressore a gas di scarico si avvale di un intercooler dedicato. Entrambi i radiatori, affiancati in corrispondenza dell’assale posteriore, sono alimentati attraverso le prese d’aria sul tetto. "Affrontando passaggi molto tecnici, come per esempio le dune, l’afflusso d’aria potrebbe non essere sufficiente", ha affermato Sebastian Fröber. "Per scongiurare il surriscaldamento, a valle di ciascuno dei radiatori, è posta un’elettroventola caratterizzata da una portata elevata.

Il raffinato sistema di gestione termica di Audi RS Q e-tron è progettato per affrontare condizioni estreme. "Durante la più recente sessione di test in Marocco", ha aggiunto Fröber, "Carlos Sainz ha percorso decine di chilometri lungo un uadi, il letto secco di un torrente, con le prese d’aria volutamente nastrate, così da bloccare i flussi. Tutti i circuiti hanno funzionato correttamente". 

Sebbene i sistemi di raffreddamento incidano sull’efficienza complessiva della vettura, Audi RS Q e-tron è pioniere della rivoluzione energetica nei rally raid. Il motore TFSI, attivo come range extender, eroga 272 CV nel range da 4.500 giri/min a 6.000 giri/min, con un consumo specifico di combustibile inferiore a 200 g/kWh. Un valore di assoluto riferimento tra le vetture da competizione, nonché una nuova frontiera nell’ambito delle competizioni marathon.

Audi RS Q e-tron, la gestione termica in condizioni estreme

Archivio immagini: Audi

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