Dai cilindri alle bobine: la rivoluzione del motore elettrico

27.9.2018
Dai cilindri alle bobine: la rivoluzione del motore elettrico

Dai motori a combustione a quelli elettrici: come si trasforma la produzione del Gruppo Volkswagen? Una nuova era è già iniziata nello stabilimento Audi di Győr.

Nello scorso mese di luglio, presso lo stabilimento di Győr, è stata avviata la produzione in serie del motore elettrico che costituirà il cuore pulsante della nuova Audi e-tron , il SUV a zero emissioni della Casa dei quattro anelli.

Un momento importante, che segna quella che può essere considerata una vera e propria rivoluzione. Semplificando, si potrebbe dire che si è passati da testate dei cilindri e blocchi motore a… bobine e fili di rame!

I motori elettrici esistono da quasi duecento anni e sono presenti, in varie forme e dimensioni, in tantissimi oggetti di uso quotidiano. Tuttavia, progettare un motore elettrico per un'auto è molto più complesso, nonostante la sua struttura sia assai più semplice di quella di un propulsore termico. Rispetto a quest'ultimo è costituito da diverse parti in meno: non ci sono il serbatoio, il sistema di scarico, il cambio, la frizione, il turbocompressore, solo per citarne alcuni.

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Le sfide da vincere

Nonostante questa apparente semplicità, lo sviluppo del motore per la Audi e-tron ha posto molte sfide. La principale? Ottenere la potenza e l'autonomia stabilite in fase di progetto. Dopo molti calcoli e simulazioni complesse, si è optato per un'unità di tipo asincrono – la soluzione più semplice, visto che non richiede magneti costosi, e con due vantaggi notevoli: affidabilità e robustezza. Dall’altro lato, però, necessita di dimensioni generose e di molta massa per produrre una buona potenza, con un inevitabile aumento del peso. Un rompicapo per gli ingegneri: raggiungere le prestazioni volute mantenendo dimensioni compatte.

La seconda grande sfida ha riguardato l'affidabilità lungo l'intero ciclo di vita dell'auto – idealmente, senza alcuna manutenzione del motore. Lo sviluppo coinvolge due team, uno a Ingolstadt e l'altro a Győr, dove i motori hanno accumulato oltre 1.000 ore di test su tre banchi prova specifici, simulando in poco meno di due mesi tutta la vita della vettura. Poi sono passati alle camere climatiche, dove è possibile portare la temperatura da -40 a 105° C: condizioni ambientali particolarmente sfidanti per i motori elettrici, che sono sensibili al calore elevato e possono autodistruggersi in caso di surriscaldamento.

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Nuove competenze, nuovi processi

Il percorso è stato lungo ed è iniziato nel 2014, quando è stato prodotto il primo motore, mentre un anno dopo è stato definito il processo di produzione. L'impianto di Győr è un modello di riferimento anche per quanto riguarda i collaboratori, il cui numero è cresciuto costantemente dall’inizio del progetto. In questo caso, in particolare, è stato necessario trovare personale qualificato e adatto a lavorare in un contesto di riservatezza. Ma non solo: un elemento chiave dal punto di vista delle risorse umane è stata la ricerca di specialisti nel campo delle bobine – figure piuttosto rare. Attualmente, nell' “e-production technology center” ci sono 23 tecnici specializzati supportati da 4 ingegneri.

La produzione è divisa in due parti: una dedicata allo statore - componente basilare – e una all’assemblaggio dell’intero propulsore. Ma, caratteristica particolare di questo impianto, non si lavora sulla classica linea produttiva. Le varie fasi si svolgono in isole separate, secondo il principio dell'assemblaggio modulare. I componenti passano da una stazione all'altra trasportati da veicoli a guida autonoma (automated guided vehicle, AGV) che sono gestiti da un sistema dinamico attraverso algoritmi intelligenti. Gli AGV sono anche in grado di comunicare con le stazioni, per identificare quelle pronte a ricevere i pezzi da montare e quelle che invece sono occupate.

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La capacità produttiva attuale dell'impianto è di circa 400 motori elettrici al giorno, un volume che incrementerà gradualmente. I collaboratori al momento coinvolti nella produzione sono 100, ma entro la fine dell’anno diventeranno più di 130 e si passerà da uno a tre turni.

La rivoluzione elettrica è ufficialmente in corso.

FonteVolkswagen AG