Il nuovo propulsore Peugeot Hybrid4 500 kW in linea con la nuova normativa tecnica del WEC (World Endurance Championship)
I due storici partners francesi hanno sviluppato, nell’ambito delle rispettive competenze:
- Una tecnologia ibrida che combina un motore V6 biturbo da 2,6 litri da 500 kW (680 cv) collocato nella parte posteriore ed un motore elettrico da 200 kW collocato anteriormente;
- Un Sistema dii trazione 4 RM ed un cambio sequenziale a 7 rapporti;
- Un sistema di gestione intelligente per la trasmissione e il flusso di energia, elemento fondamentale per le prestazioni (sviluppato da François Coudrain, Powertrain Director del programma WEC di Peugeot Sport);
- Un sistema di batterie ad alta densità.
Il propulsore endotermico
Attingendo alle esperienze maturate nell’endurance (disputato con la Peugeot 908 spinta dai propulsori V8 e V12) e nel WRC (corso con i motori 4 cilindri) da PSA Motorsport, Peugeot Sport ha sviluppato un nuovo propulsore biturbo da 2,6 litri V6 di 90° che sarà collocato nella nuova scocca in posizione centrale posteriore; questa nuova unità, in grado di erogare una potenza massima di 500 kW (680 cv) peserà solamente 165 kg.
François Coudrain, Powertrain Director del programma WEC di Peugeot Sport, cui si deve lo sviluppo del sistema di gestione intelligente per la trasmissione e il flusso di energia, elemento fondamentale per le prestazioni questa unità, ha dichiarato che “L’architettura del propulsore Peugeot Hybrid4 500 kW è la conseguenza dell’applicazione di un rigido regolamento tecnico del Campionato FIA WEC. Inizialmente avevamo pensato di progettare un motore con un singolo turbo, ma ciò non ci avrebbe permesso di centrare l’obiettivo del baricentro del motore. Un V6 biturbo è la migliore soluzione tra tecnologia, peso, architettura, affidabilità e prestazioni’’.
Poiché il regolamento fissa una potenza massima di soli 500 kW durante le corse e visto che il motore a combustione interna eroga 680 cv cui si aggiungono i 272 dell’unità elettrica 200 kW, il team di progetto
Per adattarsi alle diverse situazioni di gara e poiché i regolamenti vietano l‘utilizzo dell’energia elettrica al di sotto di 120 km/h ed il propulsore elettrico può quindi attivarsi solo dopo aver raggiunto tale velocità, il team di progetto ha messo a punto per il gruppo motopropulsore LMH, il seguente modus operandi:
- a piena spinta, la potenza del V6 biturbo è limitata a 300 kW (408 cv) che si vanno ad affiancare ai 200 kW del motore elettrico che dipendono direttamente dal livello della batteria;
- quando il motore elettrico entra in funzione, il sistema innesta automaticamente la trazione integrale;
- quando la batteria ad alta densità è scarica, il motore a combustione interna ritorna alla sua massima potenza (500 kW – 680 cv) e la trasmissione passa automaticamente alle sole ruote posteriori. Durante le corse, la batteria sarà caricata interamente prima dell’inizio con un caricatore ibrido. Una volta in gara, la batteria funzionerà in maniera indipendentemente e sarà caricata solo dal sistema di recupero dell’energia in frenata.
Tuttavia, dalla normativa sono presenti le seguenti eccezioni:
- quando la batteria è scarica la potenza del motore a combustione interna viene automaticamente aumentata del 3% (fino a 515 kW – 700 cv) alla fine dei rettilinei affinché il motore elettrico possa funzionare come un alternatore da 15 kW;
- nella pit-lane ovvero quando la velocità è limitata a 60 km/h, viene data la possibilità di utilizzare il motore a combustione interna oppure il motore elettrico, oppure entrambi simultaneamente,.
Conformemente alla normativa, questa Hypercar di PSA sarà dotata di sensori specifici che consentiranno di monitorare e trasmettere in tempo reale alla FIA i livelli di potenza misurati a tutte le quattro ruote in modo da garantire il rispetto della potenza massima specificata dalla «bilancia delle prestazioni» (BoP).
Nel corso del primo semestre 2021 – prima quindi dell’inizio delle prove in pista previste per la fine del 2021 – Peugeot Sport e Total proseguiranno con le prove del propulsore a banco e sul simulatore.
Cambio e freni
Il cambio sequenziale robotizzato a 7 rapporti (più RM) con paddles al volante e l’impianto frenante «Brake by Wire» realizzato da Peugeot Sport, saranno entrambi azionati elettronicamente mentre il pilota potrà regolare l’intensità del freno motore generato dal motore elettrico, nonché la forza applicata ai dischi dalle pastiglie freni, per ottenere una distribuzione elettrica «rigenerativa» idraulica ottimale.
Il motore elettrico
Mentre il propulsore endotermico scaricherà la potenza sull’assale posteriore, quello elettrico da 200 kW, posizionato sull’assale anteriore, azionerà le ruote di tale assale.
Il team ha fatto affidamento sul proprio know-how e sulla propria esperienza in termini di realizzazione e gestione di motori elettrici avvalsa dell’esperienza di PSA Motorsport nella progettazione e gestione di sistemi elettrificati nel mondo delle competizioni, e di quella maturata da Peugeot e da PSA Groupe nel mondo della mobilità elettrica (ibrida e 100% elettrica).
Sempre François Coudrain ha osservato che “Il motore elettrico sarà accoppiato ad una trasmissione ad unico rapporto molto leggera e ad alta efficienza e ad un inverter di ultima generazione che trasferirà la potenza dalla batteria al motore. Potrà utilizzare istantaneamente tutta l’energia messa a disposizione dalla batteria, grazie alle strategie del sistema di gestione energia del motore. L’esperienza acquisita da PSA Motorsport nelle gare WRC e Formula E ci aiuterà nello sviluppo di software per la gestione elettronica ed energetica (recupero di energia in frenata, potenza in accelerazione, tempo di risposta, ottimizzazione del consumo)’’.
Una batteria di nuova concezione
Sulla base delle specifiche indicate da Peugeot Sport, la batteria è stata sviluppata assieme alla Saft, una filiale di Total, i cui ingegneri hanno:
- selezionato il miglior tipo di cella;
- sviluppato accumulatori adatti alla resistenza, che privilegiano la potenza rispetto alla densità di energia;
- posto particolare attenzione ai processi di gestione dell’energia del propulsore;
- curato la migliore integrazione della batteria stessa nell’auto collocandola in un contenitore di carbonio all’interno della struttura monoscocca, dietro il conducente e sotto il serbatoio di carburante, a tutto vantaggio del centraggio dei pesi e del miglior baricentro.
Kamen Nechev, Direttore tecnico di Saft, ha spiegato che “il parametro principale sarà ottimizzare l’uso dell’energia immagazzinata nella batteria. Per farlo, ci vuole un tempo di carica estremamente breve, combinato con celle di stoccaggio ad alta capacità, per formare un pacchetto che fornisca la potenza massima il più rapidamente possibile. La soluzione più competitiva consiste nella gestione dell’ottimizzazione della ricarica e nella quantità di energia disponibile in tempo reale’’.
Total è responsabile dell’omologazione della batteria che sarà assemblata in un nuovo laboratorio presso la base di Peugeot Sport a Versailles-Satory, vicino a Parigi.
Gli specifici lubrificanti Total
I liquidi di raffreddamento, i lubrificanti di motore e cambio ed i grassi specifici frutto dell’esperienza maturata nelle competizioni, saranno realizzati da Total in esclusiva per questa Hypercar con l’obbiettivo di costituire un elemento chiave per il successo di quest’auto.
Proprio per corrispondere a tali aspettative saranno progettati appositamente per un uso intensivo e garantiranno una lunga durata in un ampio range di temperature. Gli ingegneri di Total saranno presenti ad ogni gara come parte integrante del team per prelevare ed analizzare campioni di fluidi allo scopo di conoscere l’evoluzione della vita dei componenti della vettura.
La collaborazione di Peugeot Sport con Total nell’ambito del programma FIA WEC si sposa alla perfezione con le strategie operative e con la ripartizione delle competenze definite nel piano della Automotive Cells Company, una joint venture che ha l’ambizione di diventare il primo produttore di batterie in Europa.
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