Motori a flusso assiale per il presente delle supercar e il futuro dell'elettrico

I cavalli delle supercar, quelli "semplici" perché da oltre un secolo noti nel loro funzionamento e componenti, passano da schemi, architetture, che dicono V8, V12, talvolta il motore V10. Quale scenario si prospetta per le auto elettriche ad altissime prestazioni? Il limite enorme che ricerca e sviluppo dovranno oltrepassare è nelle batterie, nel loro peso come nelle massime prestazioni da garantire nella loro costanza.

Yasa, il MGU a flusso assiale e i costi

C'è poi un ambito della ricerca sul quale i grandi protagonisti della scena, vedi Ferrari, Koenigsegg, Mercedes-AMG, guardano a chi ha know how - dei motori a flusso assiale - già pronto per finire a bordo di progetti estremi come SF90 Stradale o la gamma di Mercedes-AMG elettrica.

Yasa è una realtà inglese, sede a Oxford e un'acquisizione da parte di Daimler recentissima. Non mancano anche in Italia i progetti sul tema specifico, come il lavoro condotto da Texa.

Dal Gruppo tedesco è arrivata la "missione", l'obiettivo da seguire, indicato dal fondatore e direttore tecnico di Yasa, Tim Woolmer, in un report dell'agenzia Reuters: rendere la tecnologia del motore a flusso assiale meno costosa così da generare economie di scala dall'applicazione del motogeneratore non solo alle supercar e hypercar più esotiche.

Peso e installazione, quante differenze

Sono i numeri a rappresentare il potenziale dei motori a flusso assiale rispetto alle specifiche convenzionali, di motori a flusso radiale. Per dare un riscontro diretto, basti pensare che i motogeneratori più avanzati sviluppati da Yasa arrivano a pesare appena 23 kg, contro un motore a flusso radiale di una Tesla che si attesa sui 32 kg. Non solo peso ma anche compattezza degli ingombri assiali, trasversali: Yasa ha in gamma una proposta da appena 98 millimetri di "spessore", per una potenza di picco di 272 cavalli.

Più "alti" e stretti, premiano in coppia

La differenza tecnologica sta tutta nella disposizione di statore e rotore, non già con il rotore coassiale allo statore e posizionato all'interno dello stesso. Piuttosto, i motogeneratori a flusso assiale prevedono l'installazione di rotore e statore appaiati, sul medesimo asse, per un diametro che risulta essere superiore a un MGU a flusso radiale. Il raggio superiore ripaga in termini di coppia erogata, come spiegano in Yasa, poiché è funzione della forza per il raggio, arrivando a generare un +30% di densità di coppia espressa rispetto a un'unità elettrica a flusso radiale.

Altri vantaggi, importanti, sul peso sono nell'eliminazione dell'alloggiamento protettivo dello statore, che contribuisce a rendere ben l'80% più leggeri gli statori delle unità a flusso assiale. Ancora, la tecnologia alla quale lavora Yasa (fondata nel 2009) vale incrementi prestazionali al ritmo del +15% annuo.

Prestazioni replicabili con il raffreddamento diretto

C'è parecchio potenziale da esprimere, su tutti il più importante per l'applicazione al settore delle supercar elettriche, è nella garanzia di prestazioni elevate e costanti. Ancora un dato per segnalare le differenze tra motori elettrici a flusso radiale rispetto alle specifiche a flusso assiale: dove un'unità elettrica a flusso radiale eroga il 50% della la potenza di picco tra i 109 e 136 cavalli nominali, in ragione di limiti tecnici legati al surriscaldamento, un motore assiale è in grado di erogare 204 cavalli costanti su MGU da 272 cavalli di potenza di picco. Questo grazie a un'altra innovazione, del raffreddamento diretto dello statore, a olio.

Restano più che mai i pacchi batteria il grandissimo limite al contenimento del peso sui progetti elettrici. Un limite che attende la frontiera della tecnologia con elettrolita allo stato solido e procede con miglioramenti costanti sia del rapporto tra prezzo e kilowatt/ora che della densità energetica.