Maserati GranTurismo: la Folgore ha i motori Marelli

MOTORI ITALIANI - Un’altra supersportiva elettrica si è affacciata sul mercato, un’automobile che si fregia del leggendario Tridente modenese: stiamo parlando della Maserati GranTurismo Folgore. Una ‘prima volta’ molto importante perché proietta la casa di Modena nel futuro delle vetture alimentate a batteria. Un’auto che nella sua scheda tecnica annovera numeri di tutto rispetto, come la potenza e la coppia erogate dai tre motori elettrici: 760 CV (830 per brevi periodi con l’overboost) e 1.350 Nm. Numeri che si devono anche alla Marelli, nota azienda italiana della componentistica attiva a livello globale.

PIÙ DI UN MEGAWATT - I motori elettrici della Maserati GranTurismo Folgore, progettati e prodotti dalla Marelli, vantano dati eccezionali, a partire dal rapporto potenza/peso di 9,2 kW/kg: se il leggendario motore Fire di 1.000 cc, che pesava 69 kg, avesse questa densità di potenza avrebbe potuto erogare 635 CV. Facendo i calcoli a ritroso, dato che i motori Marelli della GranTurismo Folgore hanno una potenza nominale di 300 kW/408 CV, se ne deduce che ognuno di essi pesa circa 32 kg. Si è detto che la GranTurismo Folgore dispone di 760 CV, ma i suoi 3 motori da 408 CV hanno il potenziale per erogare più di 1.200 CV: la differenza è da imputare alle capacità di erogazione della batteria, che pongono un tetto alla potenza massima. È facile pensare che un’eventuale versione Trofeo potrà sprigionare più potenza con modifiche alla batteria e/o agli inverter.

DURO QUASI QUANTO IL DIAMANTE - A proposito di inverter, la Maserati GranTurismo Folgore usa dispositivi di potenza al carburo di silicio (SiC, la sua durezza è seconda solo a quella del diamante) caratterizzati da una maggiore efficienza e miglior sopportazione delle alte temperature rispetto a quelli basati su semiconduttori tradizionali. La loro capacità di sostenere alte tensioni ha permesso di costruire un’architettura a 800 volt, un fattore abilitante per costruire powertrain elettrici ad alte prestazioni. La potenza dei circuiti in corrente continua è data da V x I, ossia dalla corrente che circola moltiplicata per la tensione e quindi raddoppiando la tensione di lavoro la corrente si dimezza a parità di potenza e quindi la sezione dei cavi di rame può rimanere in valori normali, a tutto vantaggio del peso, dell’efficienza e del costo. Anche nella Maserati GranTurismo Folgore è presente la nuova elettronica di controllo con rete dati veloce VDCM (Vehicle Domain Control Module) che, come spiegatoci dall’ingegner De Medio (leggi qui l’intervista), riesce a controllare il veicolo in maniera predittiva e non solo reattiva.

MOTORI SPECIALI - Tornando ai motori ricordiamo che la presenza di 2 esemplari all’asse posteriore permette di implementare un sofisticato torque vectoring e rende superfluo il differenziale. Gli avvolgimenti dello statore sono di tipo ‘hairpin’ (letteralmente, forcina per capelli) e devono il loro nome al fatto che il conduttore elettrico sporge dal rotore con una forma che ricorda, per l’appunto, un fermacapelli. Questa configurazione è molto usata perché ha un ‘fattore di riempimento’ superiore all’80%, cosa che implica che gli alloggiamenti dei conduttori delle bobine sono occupati quasi totalmente dai fili di rame. I motori della Maserati GranTurismo Folgore godono di un ulteriore affinamento degli avvolgimenti hairpin, dato che essi sono creati in due fasi, la prima in 2D e la seconda in 3D a tutto vantaggio della compattezza. Anche i rotori, la parte in movimento di questi evoluti motori, sono studiati per ridurre la rumorosità e le vibrazioni di origine magnetica ottimizzando la scelta dei magneti e la geometria del rotore; la ricerca dell’efficienza ha condotto a un design ottimizzato dell’insieme dei lamierini che lo compongono insieme all’impiego di magneti segmentati per minimizzare le perdite. Dato che i campi magnetici variabili dei motori elettrici possono indurre correnti parassite nei cuscinetti, con possibili corrosioni, si è inoltre implementata una tecnica innovativa per evitare questa possibilità.

QUALITÀ AL DI SOPRA DI OGNI SOSPETTO - Anche il processo produttivo dei motori Marelli per la Maserati GranTurismo Folgore è particolarmente curato: nello stabilimento di Modugno (in provincia di Bari) si usa per esempio un procedimento criogenico a - 200° per un perfetto inserimento dell’albero nel pacco dei lamierini del rotore. Ogni singolo motore è collaudato alla fine della linea di produzione, valutandone sia le caratteristiche elettriche sia le prestazioni meccaniche e di tipo NVH (Noise, Vibration and Harshness, rumore, vibrazione e ruvidità) in modo da assicurare performance di alto livello anche in termini di comfort. Questo passaggio arriva dopo gli oltre 70 controlli di qualità, di cui 41 completamente automatizzati, condotti sulle principali caratteristiche nel corso dell’intero processo produttivo. In effetti un motore che supera i 17mila giri/minuto (cosa che permette di usare una trasmissione a rapporto fisso) richiede una qualità costruttiva di alto livello.

MOTORI SUPER, MA DI QUALE TIPO? - I motori della Maserati GranTurismo Folgore sono quindi piuttosto evoluti ma la loro tipologia non è esplicitata chiaramente. Si può però ipotizzare che essi siano di tipo IPM-SynRM, Interior Permanent Magnet - Synchronous Reluctance Motor e cioè motore sincrono a riluttanza con magneti permanenti interni. Nonostante il nome chilometrico il principio di funzionamento non è complicato. La riluttanza di un materiale indica la sua attitudine a lasciarsi attraversare dal campo magnetico e quindi è in qualche misura analoga alla resistenza di un conduttore riguardo la corrente elettrica. La riluttanza dei metalli è in genere bassa e molto inferiore a quella dell’aria e quindi le linee del campo magnetico di concentrano in essi: potendo ‘scegliere’, queste linee passano infatti negli spazi nei quali la riluttanza è minore. Il rotore di un motore a riluttanza presenta delle zone vuote (quindi piene d’aria) ad alta riluttanza mentre le altre zone metalliche presentano una riluttanza molto più bassa. Il rotore, libero di girare intorno al suo asse, si posizionerà in modo che campo statorico incontri percorsi con la riluttanza più bassa possibile: dato che gli avvolgimenti dello statore creano un campo magnetico rotante (qui per saperne di più) il rotore ne seguirà il movimento, ruotando anch’esso.

UNA RILUTTANZA ENERGICA  Questo design funziona molto bene alle alte velocità e per migliorarne il comportamento anche a un basso numero di giri si inseriscono nelle zone vuote piccoli magneti; le loro dimensioni sono ridotte rispetto a quelli usati nel classico schema a magneti permanenti e questo rende questi motori meno costosi e sensibili ai prezzi delle terre rare. Dato che un campo magnetico variabile genera in un conduttore delle correnti elettriche che dissipano (leggi: sprecano) energia sotto forma di calore, il rotore è fatto di tanti lamierini sottili citati nel comunicato stampa che, presentando un’alta resistenza, minimizzano l’intensità di queste correnti ‘parassite’. Questa soluzione è comune a tutti i tipi di motore elettrico ma il fatto che i magneti permanenti siano definiti ‘segmentati’ è un importante indizio a favore del fatto che i motori della Maserati GranTurismo Folgore sono di tipo IPM-SynRM. In attesa di saperne di più non possiamo che rimanere ammirati dalla sofisticata tecnologia che Marelli ha sviluppato per un’automobile che si preannuncia eccezionale, un vero vanto del Made in Italy.