Ottimizzare l'aerodinamica per ampliare l'autonomia delle auto elettriche
Fumogeni, fili di cotone e simulazioni virtuali: ecco come l’aerodinamica delle auto elettriche ŠKODA è studiata e testata in ogni dettaglio per garantire il massimo dell’autonomia e dell’efficienza.
Pellicola nera, adesivi e fili di cotone. Non è un lavoro di bricolage ma un test aerodinamico ŠKODA nella galleria del vento, dove l'auto è ferma e i rulli fanno girare le ruote, poiché il loro movimento influisce sul flusso dell'aria intorno alla vettura.
Il ventilatore gigante crea il flusso d'aria che investe l'auto e i fili iniziano a svolazzare. "Tracciando il movimento dei fili di cotone, si determina il flusso d'aria sulla superficie dell'auto" spiega Jiří Novák, che lavora allo Sviluppo Tecnico ŠKODA ed è il responsabile dell'aerodinamica della ENYAQ iV. Il target da raggiungere è semplificare il più possibile il flusso dell'aria intorno al veicolo: "L’obiettivo è ridurre al minimo il coefficiente di resistenza cd: così diminuiscono i consumi e incrementa l'autonomia" aggiunge Zdeněk Sloupenský, che si occupa dell'aerodinamica per tutti i modelli basati sulla piattaforma MEB.
Dal virtuale al reale
Nella galleria del vento dell'Università di Stoccarda si svolgono i test con una ŠKODA ENYAQ RS iV di pre-produzione, ma il 90% del lavoro di sviluppo aerodinamico viene effettuato in modo virtuale con le simulazioni consentite dal super computer HPC utilizzato da ŠKODA. Le simulazioni virtuali aiutano a capire che cosa sta succedendo nel flusso intorno all'auto, ma sono i test nella galleria del vento che confermano i dati ricavati dai calcoli.
Prima di testare l'auto definitiva si utilizzano modelli in scala 1:1 e prototipi funzionanti; gli esperti di aerodinamica condividono i risultati delle misurazioni con i colleghi della progettazione e della produzione. In questo modo lavorano insieme per trovare le soluzioni migliori e applicarle durante lo sviluppo.
I dettagli contano
“Lavoriamo sempre insieme durante lo sviluppo della vettura. Dalla discussione sulle linee e sulle proporzioni dell'auto alla definizione dei dettagli dei paraurti e degli specchietti retrovisori, tutto è importante. Un piccolo cambiamento che riduce il coefficiente di resistenza aerodinamica di un centesimo aumenta l'autonomia complessiva di 7 km nel ciclo WLTP. Nella guida in autostrada l'incremento è ancora maggiore" sottolinea Sloupenský, che poi spiega perché vengono effettuati i test su un'auto di pre-produzione, le cui forme sono ormai definitive: "Le norme del ciclo WLTP prescrivono di valutare tutte le configurazioni della vettura rilevanti dal punto di vista aerodinamico, comprese quelle opzionali come le ruote. Questi test vengono eseguiti sui modelli di pre-produzione".
Vento e flussi d'aria
Dentro la galleria del vento i fili di cotone attaccati all'auto vengono esposti a correnti d’aria fino a 60 km/h e il loro movimento viene registrato da telecamere speciali. Partendo dalla registrazione viene creata una mappa del flusso d'aria in punti specifici della carrozzeria, come il passaruota anteriore o il portellone del bagagliaio. Dirigere correttamente il flusso d'aria non riduce solo il coefficiente aerodinamico, ma anche lo sporco che può accumularsi sulla carrozzeria.
Un altro test prevede l'utilizzo di una sonda fumogena che emette fumo artificiale. Il fumo arriva alla parte anteriore dell'auto e da lì segue tutto il profilo della carrozzeria, mostrando in che modo si creano i flussi d'aria. Con questo test si misurano anche singoli elementi critici intorno ai quali si creano scie, che devono scorrere come previsto dal progetto: il paraurti anteriore, gli specchietti retrovisori, il lunotto e gli air-curtain, ovvero gli elementi ai lati del paraurti anteriore che convogliano l'aria intorno alle ruote anteriori.
L'effetto scia
“La resistenza aerodinamica è in gran parte determinata dalla forma della scia che si crea dietro l'auto. In quest'area il flusso dell'aria rallenta e ha un effetto sul comportamento del veicolo. Il nostro scopo è avere una scia dalla forma simmetrica che crei la massima pressione possibile sulla parte posteriore" spiega Jiří Novák.
Un altro strumento di misurazione molto importante nei test aerodinamici è la cosiddetta sonda a pettine, i cui denti posti dietro l'auto misurano la velocità del flusso d'aria e ne creano un'immagine. “Analizzando la velocità del flusso studiamo la sua turbolenza ma anche il suo comportamento dietro le ruote. Il movimento delle ruote crea un fenomeno aerodinamico complesso e il nostro obiettivo è avere un flusso d'aria più regolare possibile".
Aerodinamica avanzata
Il lavoro svolto degli esperti di aerodinamica dello Sviluppo Tecnico ŠKODA si traduce nell'ottima aerodinamica degli ultimi modelli ŠKODA: Octavia e Fabia sono tra le migliori delle proprie categorie con valori rispettivamente di 0,24 e 0,28. La ENYAQ iV, con un coefficiente che parte da 0,257, è al top tra i SUV e la ENYAQ COUPÉ iV ha un valore ancora più basso (0,234) grazie alla coda inclinata.
Oltre alle forme della carrozzeria e alla cura dei dettagli, per migliorare l'aerodinamica delle auto elettriche sono determinanti anche il sottoscocca carenato e il pacco batterie dalla forma liscia. Inoltre, per ridurre la resistenza complessiva e gestire in modo intelligente l'aria che entra nel vano motore, si usano delle prese d'aria dinamiche davanti al radiatore: ottimizzare la resistenza aerodinamica di un'auto significa trovare il miglior compromesso tra design, tecnologia e costi.
Fonte: ŠKODA
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