Від акумулятора на 800 В до векторизації крутного моменту на чотирьох двигунах, проект «Скачучий кінь» змінює взаємозв'язок між потужністю, диферентом та керуванням. 

Ferrari Luce представляє повністю електричну платформу в модельному ряді Маранелло, розроблену з нуля, без використання вже існуючої архітектури двигуна внутрішнього згоряння чи гібрида. Промисловий аспект є важливим, але суть проекту, перш за все, технічна: автомобіль використовує електричний двигун для переосмислення взаємозв'язку між силовим агрегатом, шасі, кабіною, аеродинамікою та програмним забезпеченням керування. Таким чином, це не просто спортивний автомобіль на батарейках, а складна система, в якій Ferrari намагалися інтегрувати кожну підсистему навколо управління енергією та динамікою.

Вибір чотири незалежні електродвигуни, по одному на кожне колесо, дозволяє розглядати кожен кут автомобіля як активну точку зчеплення, рекуперації, рульового керування та контролю плями контакту. Ця система доповнюється акумулятором ємністю 122 кВт⋅год, інтегрованим у підлогу, високовольтною архітектурою 800 В, активною підвіскою, кермуванням на всі чотири колеса, компактними інверторами та новим блоком керування транспортним засобом (VIN). Результатом є автомобіль, продуктивність якого залежить не лише від заявлених 1050 к.с., але й від швидкості, з якою система координує крутний момент, балансування, рекуперацію енергії та зчеплення з дорогою.

Проект також оновлює компоновку. Акумуляторний блок розташований під підлогою та під задніми сидіннями, а також ліквідовано центральний тунель та компактні осі, що дозволяє створити чотиридверну п'ятимісну конфігурацію — вперше для дорожнього автомобіля Ferrari такого типу. Таким чином, електрична архітектура стає фактором комфорту, а не лише зчеплення з дорогою. Luce зберігає пропорції спортивного автомобіля, але пропонує компонування салону, більше схоже на дуже зручний гранд-турер, із заявленим багажником об'ємом 597 літрів та розподілом ваги 47 відсотків спереду та 53 відсотки ззаду.

Структурні акумуляторні двигуни та двигуни з високою щільністю потужності

Акумуляторний блок розроблено, перевірено та виготовлено в Маранелло. Він включає 210 клітин Організовано в 15 модулів по 14 елементів, загальною ємністю 122 кВт·год. Пакети-елементи, розроблені спільно з SK on, мають ємність 159 Аг, графітовий анод, нікель-марганцево-кобальтовий катод з високим вмістом нікелю та рідкий електроліт. Згідно з наданими даними, щільність енергії елементів досягає 305 Вт·год/кг, тоді як загальна щільність енергії системи становить 195 Вт·год/кг. Швидка зарядка досягає 350 кВт і за наявності відповідної інфраструктури дозволяє відновити 70 кВт·год за 20 хвилин.

Найцікавішим аспектом є структурна функція акумулятора. Корпус об'єднує листовий метал, литі деталі та алюмінієві панелі, зібрані за допомогою механічних кріплень та склеювання без зварювання. Після з'єднання з рамою нижня оболонка сприяє жорсткості кузова. Конструкція досягає 25-відсоткового збільшення жорсткості на вигин та 35-відсоткового збільшення жорсткості на кручення порівняно з попередніми застосуваннями; система акумулятора забезпечує 20-відсоткове збільшення жорсткості рами на вигин та 40-відсоткове збільшення її жорсткості на кручення. У цій конфігурації акумулятор не є ізольованим компонентом, а радше невід'ємною частиною жорсткої архітектури.

Двигуни – це синхронні двигуни з постійними магнітами та радіальним потоком, розроблені на основі досвіду F80 та знань, отриманих у Формулі-1 та WEC. Передня вісь видає 210 кВт, а задня – 620 кВт. Передні двигуни досягають 30 000 об/хв, задні – 25 500 об/хв. Питома потужність задньої осі становить 4,80 кВт/кг, передньої – 3,23 кВт/кг, з коефіцієнтом корисної дії 93 відсотки.

Щоб мінімізувати розмір і втрати, у статорах використовуються концентровані полюсні обмотки, ламінації товщиною 0,2 мм, дріт Літца, отриманий з Формули 1, та вакуумне смоляне покриття з високою теплопровідністю. У роторі конфігурація магнітів Хальбаха концентрує потік до статора, тоді як втулки з вуглецевого волокна товщиною 1,6 мм протидіють відцентровим силам за вищих обертів. Цей технічний вибір дозволяє поєднувати високу швидкість обертання, малу масу та швидку реакцію.

VCU може координувати роботу силового агрегату, підвіски та рекуперації енергії.

La Блок керування транспортним засобом Це один з ключових кроків проекту. Вперше на Ferrari єдиний функціональний блок координує силовий агрегат та динаміку автомобіля, керуючи трилінійною мережею: 800 В для двигунів, 48 В для активної підвіски та 12 В для допоміжного обладнання. VCU інтерпретує запити водія та стан компонентів, оновлює цільові показники спрацьовування 200 разів на секунду та регулює подачу потужності, рекуперацію, налаштування та стратегії підвищення ефективності.

Така централізація дозволяє перетворити режими руху на справжню енергетичну логіку. У режимі Діапазонe-Manettino обмежує потужність до 320 кВт, надає перевагу задньому приводу, підтримує максимальну швидкість 260 км/год та активує стратегії підвищення ефективності. VCU може чергувати привід між лівим та правим задніми колесами з високою частотою, використовувати резервний інвертор для усунення розсіювання потужності, коли подача потужності або рекуперація не потрібні, та фізично відключати передню вісь, коли це не потрібно. За даними Ferrari, витрата палива може бути зменшена приблизно на 15 відсотків, зберігаючи при цьому ту саму плавність ходу.

У режимі Tour, доступна потужність збільшується до 460 кВт, повний привід залишається активним, а максимальна швидкість залишається 260 км/год. У продуктивністьЗ іншого боку, досяжна потужність дорівнює 725 кВт, повний привід є постійним, а максимальна швидкість досягає 310 км/год. Логіка керування розподілом потужності превентивно моделює потужність на основі електричного та теплового навантаження на високовольтну батарею з метою наближення стійкої потужності до пікової потужності під час багаторазового використання.

Сам VCU включає в себе систему оцінки стану транспортного засобу (Vehicle State Estimator) – систему, яка реконструює енергетичний стан, використовуючи підхід на основі даних та звичок водіння. Мета полягає в покращенні оцінки запасу ходу та планування поїздок шляхом оновлення прогнозів у режимі реального часу та пропозиції спеціальних інтерфейсів на приладовій панелі. У високопродуктивних електромобілях запас ходу залежить не лише від номінальної ємності акумулятора, але й від здатності автомобіля прогнозувати витрату палива, температуру, стиль водіння та потреби в зарядці.

Векторизація крутного моменту та рекуперативне гальмування стають динамічними

Чотиримоторна архітектура дозволяє векторування крутного моменту Повне гальмування на обох осях, як під час розгону, так і під час гальмування. Задній віртуальний диференціал, або vDiff, стабілізує автомобіль на прямих і фільтрує нерівності дорожнього покриття. Система бічної оптимізації крутного моменту Ferrari, відома як FLOW, працює над розподілом крутного моменту під час поворотів: на виході з повороту вона керує заднім приводом і моделює недостатню та надмірну поворотність спереду; на вході в поворот вона використовує негативний крутний момент для стабілізації автомобіля та оптимізації рекуперації енергії.

Електричне керування тягою eTrac Він базується на ноу-хау F1-Trac, але адаптований до платформи з чотирма незалежними приводами. Кожне колесо має власний регулятор крутного моменту, тому втручання може бути спрямоване на окреме колесо, яке втрачає зчеплення з дорогою, без шкоди для внеску інших. Деякі функції інтегровані в інвертори, що дозволяє коригувати крутний момент аж до мілісекунди. Це важливий крок, оскільки в електромобілях швидкість спрацьовування може бути використана для того, щоб зробити автомобіль точнішим, а також більш природним у переходах.

Вдосконалене рекуперативне гальмування, яке називається eCRB, використовує акумулятор, здатний поглинати до 500 кВт, та чотири двигуни, які можуть рекуперувати до 0,68 g. Згідно з наданими даними, внесок електроенергії в гальмування збільшується на 50 відсотків порівняно з попередніми гібридами Ferrari. Очікувані переваги включають 20-відсоткове збільшення запасу ходу на гірських дорогах та 5-відсоткове збільшення дорожнього руху. Таким чином, рекуперація розглядається не просто як рекуперація енергії, а як частина динамічного балансу автомобіля.

Il Зміна крутного моменту Вона пропонує п'ять рівнів потужності, які можна вибрати правим підрульовим перемикачем, та п'ять рівнів гальмування двигуном за допомогою лівого підрульового перемикача. Система не імітує перемикання передач: вона визначає мову крутного моменту. Під час входу в поворот водій може вибрати рівень негативного крутного моменту; під час виходу він може модулювати доступну потужність на основі зчеплення з дорогою та радіуса руху. Мета полягає в тому, щоб подолати типову лінійність подачі електроенергії, забезпечуючи водієві можливість приймати рішення та відчувати прогрес.

Аеродинаміка та терморегуляція підтримують ефективність

Аеродинамічна розробка Ferrari Luce тривала приблизно п'ять років. 6000 симуляцій CFD, 250 годин випробувань в аеродинамічній трубі на моделі та приблизно 80 годин на повномасштабному автомобілі. Метою було не лише створити притискну силу, але й зменшити опір для підтримки дальності, аероакустичного комфорту та охолодження. Силует складається з суцільних, опуклих об'ємів, з безперервними поверхнями та невеликою кількістю перерв. Підвісне переднє крило та видуваний транец допомагають кузову функціонувати як центральна комірка, оточена плаваючими аеродинамічними елементами.

Le активні сітки Вони захищають радіатори, коли охолодження не потрібне, і за певних умов можуть навіть усунути опір, пов'язаний з проходженням повітря через сердечники радіаторів. Розташування радіаторів — два перед колесами та центральний передній конденсатор — спрямоване на досягнення аеродинамічної форми, подібної до краплі, коли решітки радіатора закриті. Активна підвіска також сприяє ефективності, знижуючи передню частину до 10 мм, коли умови сприяють цьому.

Аеродинамічні колеса, натхненні турбіною реактивного двигуна, зменшують опір приблизно на 5 відсотків, мінімізуючи слід від колеса без шкоди для охолодження гальм. Днище кузова використовує переваги плоскої поверхні монолітного акумулятора, а зазори, з'єднання, профілі вікон, ручки та зарядний порт оптимізовані для покращення коефіцієнта опору та аеродинамічного шуму. В електромобілі, де двигун не маскує інші джерела шуму, аероакустичний контроль стає частиною сприйнятої якості.

Термічний менеджмент організований навколо трьох основних архітектур: холодоагент, вода та повітря. Водяні лінії працюють на різних рівнях: низькі температури для акумулятора 800 В та допоміжних систем, середні температури для інвертора, осей та активної підвіски, а також контур салону з рекуперацією тепла від електродвигунів. Програмне забезпечення керує клапанами, насосами, зимовим прогріванням, швидкою зарядкою та попереднім кондиціонуванням акумулятора та салону, навіть дистанційно. У транспортному засобі такого типу термоменеджмент безпосередньо впливає на повторювану продуктивність, надійність та запас ходу.

Звук, інтерфейс та шасі втілюють техніку у життя

Розділ акустики стосується конкретної проблеми, пов'язаної з електричними спортивними автомобілями: як забезпечити звуковий зворотний зв'язок, не вдаючись до штучного моделювання двигуна внутрішнього згоряння. Ferrari стверджує, що знімає звук безпосередньо з електричних осей за допомогою точного акселерометра, встановленого в корпусі задньої осі. Сигнал, що генерується вібраціями обертових деталей, шестерень та електричних машин, фільтрується, вирівнюється та посилюється запатентованою системою. Робота зайняла п'ять років та 40 000 км спеціальних трекових випробувань.

Il функціональний звук Воно посилюється, особливо коли це необхідно для діалогу між водієм та автомобілем, зокрема в положенні Performance e-Manettino. Випромінювання відбувається на двох рівнях: зовнішньому, для створення хвильового фронту, який можна відчути під час проходження повз, та внутрішньому, для додавання високоякісних деталей. Однак у режимі Range автомобіль може віддавати перевагу тиші; у режимі Tour він пропонує спортивне водіння з більшим акустичним комфортом. Це рішення демонструє, як звук трактується як інформація про водіння, а не як декор.

Інтерфейс також дотримується гібридної логіки поєднання аналогового та цифрового. Кермо інтегрує елементи керування Manettino та e-Manettino, а підрульові перемикачі керують крутним моментом та рекуперацією. Приладова панель поєднує цифрові та механічні прилади у трьох циферблатах; поворотна центральна панель поєднує фізичні та сенсорні елементи керування; OLED-дисплеї, розроблені спільно з Samsung Display, охоплюють чотири блоки розміром 12,9, 12, 10,1 та 6,3 дюйма. Рішення зберегти механічні кнопки, важелі та селектори демонструє бажання підтримувати безпосередню взаємодію в найважливіших функціях.

Акустика, елементи керування та шасі визначають враження від електромобіля

Шасі підтверджує цей комплексний підхід. У конструкції використовуються порожнисті литі деталі, екструзії та алюмінієві панелі; кузов відмовляється від сталі на користь високоміцних алюмінієвих панелей та екструзій. Еластичний задній підрамник, який описують як перший у лінійці, має на меті ізолювати вібрації та структурний шум, не погіршуючи керованість. Активна підвіска третього покоління зводить комфорт та керованість до одного рівняння керування: поглинати, підтримувати, знижувати автомобіль за необхідності та рекуперувати енергію від відносного руху коліс та шасі.

Коротко кажучи, Ferrari Luce зміщує фокус на електричних спортивних автомобілях з окремих показників продуктивності на якість інтеграції. Потужність, зарядка, запас ходу та прискорення залишаються ключовими параметрами, але їх недостатньо для опису проекту. Технічна відмінність полягає в поєднанні... структурна батарея, незалежні двигуни, система керування двигуном (VCU), векторизація крутного моменту, рекуперація, адаптивна аеродинаміка, інтелектуальне управління температурою, механічний звук та тактильний інтерфейс. Саме тут електрифікація стає платформою, а не просто заміною двигуна.

ДляІталія промисловий, цей випадок підтверджує, що високопродуктивні електромобілі вимагають наскрізних навичок: електрохімія, силова електроніка, програмне забезпечення реального часу, матеріали, легке виробництво, аеродинаміка та дизайн досвіду. Завдання полягає не лише в тому, щоб побудувати швидший автомобіль, а й у тому, щоб зробити дуже велику кількість енергії керованою та повторюваною. У цьому сенсі, Ferrari Люс — це, перш за все, випробувальний майданчик для наступного покоління електричних спортивних архітектур.

Ferrari Luce: дизайн та технології для найінноваційнішого електричного спортивного автомобіля

Ferrari Luce: мрія про дизайн, електромобіль та новий досвід водіння.

Ось три ідеї, які можуть вас зацікавити:

Ferrari Luce, електромобіль, який змінить масштаби інновацій
XPENG розпочала серійне виробництво свого першого автономного роботаксі
Opel вступає у Формулу E та перезапускає абревіатуру GSE