Che cos'è e come funziona la tecnologia di ibridazione MHEV plus che Audi offre sulle nuove A5 e Q5?

Qualche anno fa, Audi è stata una delle case che più hanno puntato sulla tecnologia di ibridazione leggera MHEV. Il marchio dei quattro anelli ha iniziato a offrire questa tecnologia nel 2017, sia sui motori TDI che TFSI, praticamente su tutta la gamma di modelli con motori a combustione. Furono sviluppati anche due sistemi MHEV: uno più semplice per i motori a 4 cilindri, basato sul tradizionale impianto elettrico a 12 volt; e un altro per i motori a sei e otto cilindri, in questo caso a 48 volt.

Così funziona il sistema MHEV convenzionale

In sostanza, questo sistema di ibridazione leggera, utilizzato anche da molti altri costruttori e che Audi continua a impiegare su molti modelli della sua gamma attuale, funziona nel seguente modo. Un alternatore di avviamento, indicato con la sigla BAS, è collegato all’albero motore tramite una cinghia. Questo alternatore, raffreddato a liquido, può fornire coppia aggiuntiva per assistere il motore a combustione — nel caso di Audi fino a circa 60 Nm con il sistema a 48 volt — oppure recuperare energia nelle fasi di decelerazione e frenata, fino a 12 kW, che viene immagazzinata nella batteria del sistema.

Grazie all’MHEV, in determinate fasi il veicolo può avanzare in modalità a ruota libera con il motore disinserito, con il conseguente risparmio di consumo. Nelle Audi dotate di questo sistema di prima generazione, ciò avviene per un massimo di 40 secondi quando il conducente rilascia l’acceleratore a una velocità compresa tra 55 e 160 km/h. Il sistema consente a tutti i consumatori elettrici di continuare a funzionare anche con il motore spento, grazie all’energia immagazzinata nella batteria. Per lo stesso motivo, un altro vantaggio dell’MHEV è che è possibile attivare lo start-stop e spegnere il motore prima che il veicolo si fermi completamente. In questo caso, Audi lo fa già da circa 22 km/h.

Il BAS non funziona solo come alternatore, ma si occupa anche di riavviare il motore dopo una fase di marcia a ruota libera o una sosta. E lo fa in modo più dolce rispetto al tradizionale motorino di avviamento a ingranaggio, che rimane, ma solo per l’avviamento iniziale, quando l’olio motore è freddo e serve una coppia di avviamento maggiore. Inoltre, in accelerazione forte, il BAS fornisce anche una spinta supplementare al motore a combustione, migliorando la piacevolezza di guida. È vero che con l’MHEV convenzionale, questo motore elettrico che funge da alternatore non può mai muovere le ruote da solo; in altre parole, l’auto non si muove mai in modalità elettrica.

Nel caso di Audi, la tecnologia MHEV funziona allo stesso modo con 12 e 48 volt, con la differenza che le fasi di marcia a ruota libera, la potenza erogata e il risparmio di consumo sono leggermente inferiori nel sistema a 12 volt.

L’MHEV plus delle Audi A5 e Q5: quasi come un ibrido “vero”

Ora, Audi ha evoluto il sistema MHEV e, per i nuovi motori basati sulla cosiddetta Piattaforma Premium a Combustione, che per il momento sono le nuove Audi A5 e Audi Q5, adotta l’MHEV Plus, che offre un maggior grado di elettrificazione senza ricorrere ai sistemi ad alta tensione dei tradizionali ibridi.

In pratica, la differenza più importante è che con l’MHEV plus un piccolo motore elettrico può muovere da solo il veicolo in situazioni molto specifiche e per un tempo molto breve, come le manovre a bassa velocità — il parcheggio — oppure per mantenere la velocità quando ci si avvicina a un incrocio o a una rotonda fino al momento della frenata, contribuendo così a ridurre il consumo. Inoltre, ci sono altri vantaggi: la coppia aggiuntiva erogata dall’MHEV plus è maggiore e disponibile prima, il che migliora l’accelerazione e le riprese. E anche la capacità di recuperare energia in frenata è superiore. Potremmo dire che è “quasi” come un ibrido “vero”. O almeno come i primi ibridi di Toyota, ma con un sistema molto meno complesso e sofisticato.

Rispetto al sistema MHEV più semplice, l’MHEV plus aumenta in misura maggiore le prestazioni e l’agilità, e riduce maggiormente consumi ed emissioni. Lo ribadisco, non è un ibrido come gli altri, che sono più sofisticati e complessi dal punto di vista tecnico; ma è una soluzione sempre più valida per un numero crescente di costruttori. Anzi, ciò che per Audi è ora una novità, da tempo viene utilizzato da altri marchi, anche su modelli popolari. È il caso di Stellantis, che ha puntato su una tecnologia molto simile e la offre su una Opel Corsa , che, per inciso, la casa non esita a commercializzare con la denominazione Hybrid, anche se in realtà non lo è.

Audi annuncia risparmi fino a 0,4 l/100 km per l’A5 con motore 2.0 TDI da 150 kW, e fino a 0,7 l/100 km per il 3.0 TFSI. Sono cifre molto simili a quelle ottenute — sempre secondo i dati ufficiali — con i sistemi MHEV più semplici, anche se è vero che la nuova A5 è un’auto più grande, più equipaggiata e quindi più pesante.

Così funziona l’MHEV plus: un potente generatore aggiuntivo

Come funziona l’MHEV plus? Aggiungendo un motore elettrico supplementare all’alternatore di avviamento a cinghia (BAS), che Audi chiama PTG, integra l’elettronica di potenza ed è installato direttamente all’uscita dell’albero di trasmissione. In questo caso, il PTG può erogare fino a 18 kW (24 CV) di potenza, sviluppa una coppia massima di 230 Nm e ha la capacità di rigenerare energia in frenata con una potenza fino a 25 kW.

Il PTG pesa circa 21 kg, è raffreddato a liquido e a velocità superiori a 140 km/h si disinnesta dalla catena cinematica tramite una frizione. Nel caso delle Audi A5 e Q5, un nuovo sistema di controllo dei freni integrato permette di combinare la frenata rigenerativa con i freni idraulici, sfruttando al massimo la frenata rigenerativa senza variazioni percepibili per il conducente nel passaggio dall’una all’altra. Un ulteriore vantaggio è che l’MHEV plus consente al climatizzatore di funzionare in modo continuo anche a motore a combustione spento, alimentando direttamente il compressore elettrico dell’aria condizionata.

Qui l’alternatore a cinghia BAS si occupa anche di avviare il motore e di alimentare la batteria, che al posto degli ioni di litio è di tipo LFP, con una capacità di 1,7 kWh. Un sofisticato software di controllo valuta il funzionamento del veicolo per decidere come devono interagire il motore a combustione, il PTG e il BAS, con l’obiettivo principale di ottenere il consumo più basso possibile. Tra i parametri considerati ci sono la posizione del pedale dell’acceleratore o la modalità selezionata nel cambio, modificando di volta in volta la velocità alla quale il PTG si disinnesta, nonché l’obiettivo di stato di carica (SoC) della batteria a 48 volt.

Va tenuto presente che Audi non adotta il sistema MHEV plus su tutti i motori delle gamme A5 e Q5. Ad esempio, sull’A5 è presente sui motori TDI da 150 kW e sul V6 TFSI della S5, ma non sul 2.0 TFSI, che invece dispone di questa ibridazione nella gamma Q5.

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