Chevrolet Volt, aerodinamica migliorata per ridurre il consumo energetico e nuovi studi sulla batteria

Gli ingegneri che lavorano presso il centro GM dove si collaudano le batterie hanno sviluppato un nuovo algoritmo del computer in grado di accelerare le prove di durata delle moderne batterie agli ioni di litio utilizzate per permettere al prototipo Chevrolet Volt di percorrere 64 chilometri con la sola energia elettrica.

Questo moderno programma duplica la velocità ed il carico del veicolo in reali condizioni di impiego e permette di effettuare nel rapido programma di sviluppo di Volt l’equivalente di dieci anni di prove approfondite sulle batterie.

Nel giro di 24 ore l’attrezzatura viene impiegata negli impianti GM di Warren, in Michigan (Stati Uniti) e di Magonza-Kastel, in Germania, per caricare e scaricare i prototipi delle batterie seguendo un ciclo di utilizzo di circa 64 chilometri ad alimentazione elettrica. I risultati raccolti permettono di prevedere la durata a lungo termine della batteria.

«La tempistica legata alla messa in produzione di Volt è strettamente collegata alla nostra capacità di prevedere il comportamento di questa batteria durante il ciclo di vita del veicolo. Per noi, la difficoltà consiste nel prevedere dieci anni di funzionamento della batteria nel corso di due soli anni di prove» ha spiegato Frank Weber, capo-ingegnere responsabile veicoli globali e progetti Chevrolet Volt ed E-Flex. «Il gruppo che lavora sulla batteria può utilizzare risorse umane e tecniche di tutto il mondo in modo da ridurre i tempi dei collaudi».

I laboratori di ricerca dove si provano le nuove batterie sono un ambiente prevedibile dove è possibile confrontare tecnologie differenti in situazioni controllabili. Le batterie saranno presto montate su speciali veicoli da prova ed integrate con altre componenti del sistema E-Flex per effettuare le necessarie prove su strada.

«Analisi approfondite all’interno dei nostri laboratori specializzati rappresentano una fase importante del collaudo di questa tecnologia. Contiamo di collaudare ulteriormente queste batterie montandole sui veicoli di prova» ha proseguito Weber. «Le situazioni che si riscontrano su un veicolo – dove la batteria è esposta a scuotimenti, umidità e frequenti variazioni della temperatura – sono molto più estreme rispetto a quelle che si possono avere nell’ambiente controllato del laboratorio».

Ridurre la penetrazione aerodinamica

La penetrazione aerodinamica o la resistenza al vento assorbono il 20% circa dell’energia ed incidono direttamente sul consumo di carburante. Al laboratorio di aerodinamica di Warren, in Michigan, fanno capo le conoscenze del gruppo di GM nel campo dell’ottimizzazione dei flussi d’aria. Consumo, autonomia, emissioni ed accelerazione del veicolo sono tutti condizionati dalla resistenza aerodinamica. Il raffreddamento di componenti come i freni è anch’esso influenzato dal flusso dell’aria, così come il comportamento in curva, la reazione al vento laterale, la stabilità direzionale e la tenuta di strada. Il laboratorio GM di aerodinamica permette di collaudare e sviluppare ognuna di queste caratteristiche.

Lo studio dell’aerodinamica comincia con un modello in scala 1:3 dove si definisce la forma generale e le principali caratteristiche del veicolo. Questo modello è molto dettagliato in corrispondenza della parte inferiore della scocca e del vano motore. Il flusso dell’aria che va raffreddare il radiatore e la parte sotto al cofano motore viene studiato attraverso modelli di calcolo fluidodinamici. Contemporaneamente, lo sviluppo del calcolo interviene per determinare la resistenza aerodinamica di progetti alternativi. Lo sviluppo prosegue con modelli in scala reale dove la forma del veicolo viene rifinita ed ottimizzata per ridurre la rumorosità dell’aria. Il processo di sviluppo si conclude con la validazione di un prototipo realizzato sulla base delle analisi e delle prove effettuate.

«Approfondite prove di aerodinamica condotte su Volt ci dicono che, rispetto al progetto originale, siamo riusciti a ridurne del 30% il coefficiente aerodinamico» dice Ed Welburn, vice-presidente GM responsabile Progettazione Globale. «Non è stata una cosa facile, ma era una necessità».