La rivoluzione dell'ibrido: anni di ricerca e sviluppo

Nel giugno 2011, Volvo Trucks ha consegnato il primo camion ibrido a un cliente. Oggi ci sono più di 50 Volvo FE Hybrid operativi. La realizzazione di questi veicoli ha richiesto anni di ricerca e sviluppo e le tecnologie ibride di Volvo Trucks mostrano ora un futuro promettente.

Motore ibrido Volvo Trucks

Il Gruppo Volvo iniziò a studiare le catene cinematiche ibride già nel lontano 1985, ma fu solo nel 2005 che si videro i primi risultati concreti.

Per apprezzare completamente l'importanza del Volvo FE Hybrid, è necessario comprendere il livello di ricerca e sviluppo raggiunto all'interno del progetto. Contrariamente al pensiero comune, l'utilizzo di macchine elettriche non è un concetto nuovo e il Gruppo Volvo iniziò a studiare le catene cinematiche ibride già nel lontano 1985. Tuttavia questi progetti non andarono mai oltre i prototipi e i modelli dimostrativi.

Anders Kroon.

Anders Kroon, Vicepresidente di Energy Efficiency & Environment, Volvo Trucks.

"Allora, questi progetti erano più di un'assicurazione nel caso in cui non fossimo riusciti a superare le normative sulle emissioni", dichiara Anders Kroon, Vice Presidente di Energy Efficiency & Environment alla Volvo Trucks, che è stato molto coinvolto nel progetto ibrido per più di dieci anni. “Non erano affatto orientati verso vantaggi finanziari del mercato o la realizzazione di un prodotto commercialmente valido”. 

Tutto ciò cambiò nel 2001, quando venne chiesto a Kroon di iniziare a studiare carburanti futuri e i risultati furono strabilianti.

"Era chiaro che non solo ci sarebbe stata la fine dell'era del petrolio facile, ma che sarebbe anche arrivata presto", ricorda Kroon. “Realizzammo ben presto che avremmo avuto bisogno di alternative ai combustibili fossili e che avremmo dovuto farlo subito, se volevamo farci trovare pronti”. 

Dal 2002, avendo deciso che l'elettricità sarebbe stata la fonte di energia alternativa più valida data l'alta efficienza di conversione con l'energia meccanica, Anders Kroon e il suo team iniziarono a studiare differenti combinazioni di macchinari elettrici e a combustione, che li guidarono verso lo sviluppo ibrido parallelo. Grazie ai finanziamenti del governo svedese e del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, insieme con i fondi ricavati dal Gruppo Volvo, il team di sviluppo fu in grado di costruire un sistema ibrido parallelo, pronto per la dimostrazione entro la fine del 2005. 

Fondamentalmente disponiamo già della tecnologia, stiamo solo lavorando per perfezionarla.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks

Poi arrivò la grande svolta: dopo aver visto una visualizzazione interna dell'ibrido, Leif Johansson, allora CEO del Gruppo Volvo, fece un annuncio pubblico, promettendo che il Gruppo Volvo avrebbe lanciato una catena cinematica ibrida entro tre anni.

Miguel Hallgren.

Miguel Hallgren, Product Requirement Manager, Volvo Trucks.

"Lavorammo per tre anni solo su questo progetto senza alcuna organizzazione formale", dichiara Kroon. "Avevamo fretta ed eravamo a caccia di know-how. Ma in due anni e mezzo realizzammo una catena cinematica pronta per la produzione".

Il risultato dei nostri sforzi è il Volvo FE Hybrid, che fu lanciato ufficialmente nel 2009. Entro giugno 2011, fu consegnato il primo veicolo a un cliente e, nel momento in cui scriviamo, ci sono oltre 50 ibridi attualmente operativi. 

"Si tratta della più grande serie di veicoli ibridi prodotta, disponibile per fini commerciali", dichiara Miguel Hallgren, Product Requirement Manager, Volvo Trucks. "Prima di Volvo Trucks, nessun altro produttore al mondo aveva realizzato un veicolo da 26 tonnellate con una catena cinematica ibrida".

Il Volvo FE Hybrid viaggia silenziosamente utilizzando solo il proprio motore elettrico. Una volta che il veicolo accelera oltre i 20 Km/h, viene attivato il motore diesel, mentre il cambio automatico garantisce un equilibrio ottimale tra i due, consentendo di evitare manovre che penalizzino l’efficienza. La batteria viene ricaricata utilizzando l'energia generata durante la frenata che viene recuperata, riducendo al minimo lo spreco energetico.

Dal momento che a basse velocità non consuma carburante e si basa sull'energia di frenata recuperata, il Volvo FE Hybrid è perfetto per cicli di guida con frequenti arresti e avvii. Di conseguenza, i veicoli per la raccolta dei rifiuti hanno raggiunto il massimo risparmio, utilizzando fino al 20% in meno di carburante. Se utilizzato insieme a un compattatore ad alimentazione elettrica, il risparmio per l'intero veicolo può raggiungere il 30%. I veicoli per la distribuzione urbana possono risparmiare fino al 15%.

Prima di Volvo Trucks, nessun altro produttore al mondo aveva realizzato un veicolo da 26 tonnellate con una catena cinematica ibrida.

Miguel Hallgren, Product Requirement Manager, Volvo Trucks

Attualmente, il feedback dei clienti sul Volvo FE Hybrid è assolutamente positivo. Non solo tiene fede ai risparmi di carburante e alle riduzioni di rumore promessi, ma consente anche un'elevata operatività e produttività.

“La grande differenza tra il Volvo FE Hybrid e altri veicoli ibridi è che si tratta di un sistema ottimizzato Volvo”, spiega Hallgren. “Abbiamo integrato l'intero sistema dall'inizio e ottimizzato tutti i componenti in modo che lavorino insieme, garantendo un elevato livello di qualità e prestazioni aggiunte”.

Mats Alaküla.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks.

Persino il team di sviluppo è sorpreso dalla perfetta riuscita del Volvo FE Hybrid.

"Il risultato è un veicolo molto affidabile", dice Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks. "Per l'implementazione degli autobus a Londra, questo ha raggiunto un'operatività maggiore rispetto alle versioni non ibride dello stesso tipo di veicolo e credo che questo sia notevole. Si tratta di una prova più che valida della qualità del lavoro svolto". 

"L'ingegneria è come l'atletica: se arrivi primo, vieni ascoltato e seguito", aggiunge Anders Kroon. "Se si potesse guardare come sarà il mercato tra due o tre anni, si vedrebbero, in sostanza, copie di quello che abbiamo ora".

Quindi, quali sono le aspettative future? Il Volvo FE Hybrid rappresenta il punto di arrivo o è solo l'inizio? "L'ibridazione è un ottimo primo passo, in quanto riduce il consumo di carburante, ma stiamo ancora utilizzando carburante, quindi non è la soluzione del problema", dichiara Alaküla. "Il passo successivo prevede il passaggio dal diesel a una fonte alternativa; in questo caso l'elettricità come principale approvvigionamento energetico".

A breve termine l'attenzione è rivolta a migliorare l'ibrido, aumentando la capacità della batteria in modo che la catena cinematica ibrida possa essere utilizzata da più applicazioni e modelli di veicoli. Ma il recupero di energia tramite frenata sarà l'obiettivo successivo. Per poter realizzare la transizione alla modalità elettrica totale, sarà necessario adottare soluzioni complementari. Pertanto, la priorità futura è di trovare il modo di collegare una griglia elettrica, senza alterare il ciclo di guida di un veicolo, quale, ad esempio, la possibilità di ricaricare comunque il veicolo mentre è fermo. Se si possono trovare metodi di collegamento veloci e convenienti, gli autobus offrono il maggior potenziale grazie al fatto che fanno fermate regolari e prevedibili in luoghi prestabiliti. In quest’ottica potrebbero trarne vantaggio anche i veicoli per la distribuzione urbana.

Fondamentalmente disponiamo già della tecnologia, stiamo solo lavorando per perfezionarla.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks

"Se un veicolo per la distribuzione si ferma dieci volte al giorno, per 5-10 minuti alla volta, e può accedere a una presa elettrica ragionevolmente potente, in molti casi ciò sarà sufficiente", spiega Alaküla. "Tali veicoli saranno in grado di svolgere la maggior parte del lavoro quotidiano in modalità elettrica, il che è un bene per l'ambiente e l'economia. Fondamentalmente disponiamo già della tecnologia; stiamo solo lavorando per perfezionarla".

Per quanto estremamente intrigante, il progetto ha ancora i suoi limiti in quanto si basa su fermate frequenti da parte del veicolo, il che risulta decisamente poco pratico per applicazioni come la distribuzione a lungo raggio. Ma cosa succederebbe se fosse possibile caricare la batteria durante la guida? Il concetto di strade elettriche, dove i veicoli sono continuamente collegati a una griglia elettrica, suona fantasioso ma è un'idea che si sta prendendo seriamente in considerazione. “Proprio in questo momento, si stanno costruendo piste di prova negli Stati Uniti, in Asia e in Europa”, dichiara Anders Kroon. 

“La chiave di tutto è la carica", conclude Mats Alaküla. "Se riuscissimo a fornire energia elettrica a buon mercato, in modo sicuro e conveniente, ciò cambierebbe radicalmente ogni cosa. Se saremo in grado di ottenere tutto ciò, non ci saranno più limiti”.
 

Catena cinematica ibrida Volvo.

La catena cinematica ibrida di Volvo montata sugli autobus si è dimostrata così affidabile che a Londra ha raggiunto livelli di operatività superiori a quelli delle versioni non ibride dello stesso veicolo.

Contenuti correlati

Passaggio a marce più basse

Vi presentiamo un nuovo membro della famiglia I-Shift: I-Shift con primini. Le nuove marce consentono di effettuare partenze a veicolo fermo con carichi fino a 325 tonnellate....

Vantaggi offerti agli autisti da Volvo Dynamic Steering

Stabilità perfetta alle alte velocità, controllo totale alle basse velocità e notevole riduzione delle sollecitazioni a muscoli e giunture. Dal lancio nel 2013, l’avanzato sistema di Volvo Dynamic Steering (VDS) ha modificato radicalmente lo stile di ...

La giusta sensazione: sviluppo del sistema IFS

Il compito era chiaro: sviluppare un sistema di sospensioni che avrebbe portato i veicoli Volvo a diventare leader mondiali per manovrabilità e comfort. Raggiungere l'obiettivo era molto più di una semplice sfida....

Filtro articoli

5 true 5