Giunto alla quarta generazione, all’orizzonte si prospetta una nuova interpretazione del sistema ibrido Lexus (e Toyota). Sarà caratterizzata dall’ulteriore riduzione degli ingombri, a partire dal motore termico e la sostituzione del 2.5 litri benzina con un 2.0 turbo. Già, ma come funziona il full hybrid Lexus nelle applicazioni oggi disponibili sul mercato?
E’ una tipologia di elettrificazione in grado di produrre consumi di carburante molto bassi e di muovere l’auto per lunghissimi frangenti in elettrico, specialmente nella guida urbana, dove il contributo è più importante. Non è difficile muoversi per il 50% del tempo di guida sfruttando la trazione elettrica. Inoltre, i sistemi full hybrid non hanno bisogno di essere ricaricati e permettono un abbattimento notevole delle emissioni di CO2. Con quattro generazioni e più di 25 anni di esperienza, inoltre, lo schema Toyota-Lexus, del tutto peculiare per i tratti che vedremo, è anche molto affidabile e collaudato.
IBRIDO LEXUS, I COMPONENTI DEL SISTEMA
Che sia l’ibrido di Lexus LBX, con motore benzina 1.5 litri, oppure il full hybrid 2.5 litri della Lexus NX, concettualmente il funzionamento è il medesimo. Differisce, per la particolarità del cambio multimode, la proposta full hybrid delle Lexus LC ed LS, non più sul mercato italiano. Modelli sui quali la presenza di un complesso schema di trasmissione era stato introdotto per superare uno dei “limiti” del full hybrid privo di cambio meccanico: produrre il sound di un’accelerazione continua e ad alti regimi, priva del classico cambio marcia. Manca la linearità tra aumento della velocità e cambio dei rapporti ed è definito come effetto scooter, che ritroviamo anche su modelli termici dotati di cambio automatico del tipo CVT. Per certi versi, un “difetto” per i puristi della guida o chi cerca un feeling del tutto identico ai motori termici con cambio meccanico.
Quanto ai componenti del full hybrid Lexus, accanto al motore termico, troviamo il motore elettrico di trazione e il generatore di energia per la batteria. Sono le parti incaricate di produrre trazione e recuperare energia in frenata o decelerazione e vengono gestite attraverso una centralina elettronica di controllo. Questa interviene decidendo quando privilegiare la trazione esclusivamente dal motore elettrico (la partenza è sempre a zero emissioni), quando integrare il motore termico per un supplemento di potenza e quando, invece, dare priorità al motore benzina per l’efficienza sulle percorrenze autostradali.
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Lo stile di guida ha un impatto notevole sull’ottimizzazione dei consumi e la preferenza della trazione elettrica su quella termica. Pertanto, i sistemi full hybrid danno sempre il loro meglio con uno stile progressivo, di accelerazioni non brusche e con la capacità di prevedere il traffico e sfruttare le possibilità di recupero energetico.
COME FUNZIONA L’IBRIDO LEXUS: ADDIO ALLA FRIZIONE
L’elemento meccanico che fa da interfaccia tra motore termico, motori elettrici e differenziale è il Power Split Device. Si tratta di un elemento cosiddetto a rotismi epicicloidali e, semplificando il concetto, si compone di un albero di installato a un’estremità direttamente sul motore termico, in presa diretta – senza alcuna frizione convenzionale -. All’estremità opposta si innesta su quattro ingranaggi (i satelliti), che ruotano intorno a tale perno e all’interno di un’ulteriore ghiera dentata.
Le configurazioni adottabili dal Power Split Device permettono la trazione sfruttando il lavoro combinato del motore termico e di quello elettrico, la ricarica della batteria mediante il generatore elettrico, la trazione puramente termica, oppure, quella esclusivamente elettrica. Di fatto, opera esso stesso da sostituto della “frizione” nell’innesto del motore termico sull’apporto prodotto da quello elettrico.
LA BATTERIA DIFFERENZIA FULL E PLUG-IN HYBRID
Nell’elencare i componenti chiave del full hybrid Lexus, non va dimenticata la batteria agli ioni di litio, parte di un sistema con tensione a 355 volt. E’ il componente che differisce tra le applicazioni full hybrid e quelle ibride plug-in, con un dimensionamento in kWh che spazia da 1,8 kWh sulle Lexus full hybrid come NX a 18,1 kWh sulla versione ibrida plug-in. Questo particolare rende le Lexus ibride plug-in molto più efficienti di parecchi schemi PHEV rivali, poiché a batteria scarica si ha comunque il funzionamento tipico del full hybrid. Diversamente da altre soluzioni che possono fare affidamento in modo quasi esclusivo sulla trazione del motore termico, una volta scaricatasi la batteria.
Il full hybrid Lexus può essere abbinato alla trazione anteriore, a una quattro ruote motrici con secondo motore elettrico di trazione al posteriore e, sulla già citata LC, alla trazione posteriore.
Tornando al cuore del full hybrid, ovvero l’insieme dei due motori elettrici, del Power Split Device e dell’ingranaggio di riduzione che trasmette la coppia sul differenziale, sono tutti elementi alloggiati in una scatola cambio. La disposizione prevede il generatore elettrico coassiale sul perno del Power Split Device e i suoi satelliti, affiancato dal motore elettrico di trazione. Una cascata di ingranaggi trasmette il moto al differenziale e alle ruote.
L’evoluzione tecnica ha portato, negli anni e, oggi, con la quarta generazione del full hybrid Lexus, a ridurre gli ingombri, alleggerire i componenti e ottenere maggiore potenza dai motori elettrici.
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