От 800-вольтовой батареи до системы распределения крутящего момента на четырех двигателях — проект «Гарцующий конь» меняет представление о соотношении мощности, балансировки и управления. 

Ferrari Luce представляет собой полностью электрическую платформу для модельного ряда Маранелло, разработанную с нуля, без использования существующих двигателей внутреннего сгорания или гибридных систем. Промышленный аспект важен, но суть проекта прежде всего техническая: автомобиль использует электрический привод для переосмысления взаимосвязи между силовой установкой, шасси, салоном, аэродинамикой и программным обеспечением управления. Таким образом, это не просто спортивный автомобиль с электрическим двигателем, а сложная система, в которой Ferrari Была предпринята попытка интегрировать каждую подсистему вокруг управления энергией и динамикой.

Выбор четыре независимых электродвигателяПо одной батарее на каждое колесо, система позволяет рассматривать каждый угол автомобиля как активную точку сцепления, рекуперации энергии, рулевого управления и контроля пятна контакта. Эта система дополняется батареей емкостью 122 кВт⋅ч, интегрированной в пол, высоковольтной архитектурой 800 В, активной подвеской, полноуправляемым шасси, компактными инверторами и новым блоком управления автомобилем. В результате получается автомобиль, чьи характеристики зависят не только от заявленных 1050 л.с., но и от скорости, с которой система координирует крутящий момент, балансировку, рекуперацию энергии и сцепление с дорогой.

Проект также предусматривает модернизацию компоновки. Аккумуляторный блок расположен под полом и под задними сиденьями, а также устранение центрального тоннеля и компактных осей, что позволило создать четырехдверную пятиместную конфигурацию — впервые для дорожного автомобиля Ferrari такого типа. Таким образом, электрическая архитектура становится фактором комфорта, а не только сцепления с дорогой. Luce сохраняет пропорции спортивного автомобиля, но предлагает внутреннюю компоновку, более похожую на очень удобный гран-туризмо, с заявленным объемом багажника в 597 литров и распределением веса 47 процентов спереди и 53 процента сзади.

Структурные батареи и двигатели высокой удельной мощности

Аккумуляторный блок разработан, протестирован и изготовлен в Маранелло. Он включает в себя: 210 ячеек Система состоит из 15 модулей по 14 ячеек, общей емкостью 122 кВт·ч. Пакетные ячейки, разработанные совместно с SK on, имеют емкость 159 А·ч, графитовый анод, никель-марганцево-кобальтовый катод с высоким содержанием никеля и жидкий электролит. Согласно предоставленным данным, плотность энергии ячеек достигает 305 Вт·ч/кг, а общая плотность энергии системы составляет 195 Вт·ч/кг. Быстрая зарядка достигает 350 кВт и, при наличии соответствующей инфраструктуры, позволяет восстановить 70 кВт·ч за 20 минут.

Наиболее интересным аспектом является структурная функция батареи. Корпус объединяет листовой металл, литые детали и алюминиевые панели, собранные с помощью механических креплений и склеивания, без сварки. После соединения с рамой нижняя оболочка способствует жесткости кузова. Конструкция обеспечивает увеличение жесткости на изгиб на 25 процентов и жесткости на кручение на 35 процентов по сравнению с предыдущими вариантами; система батарей вносит 20 процентов в жесткость рамы на изгиб и 40 процентов в ее жесткость на кручение. В этой конфигурации батарея не является изолированным компонентом, а представляет собой неотъемлемую часть жесткой архитектуры.

Двигатели представляют собой синхронные двигатели с постоянными магнитами и радиальным потоком, созданные на основе опыта F80 и ноу-хау, полученных в Формуле-1 и WEC. Мощность на передней оси составляет 210 кВт, а на задней — 620 кВт. Передние двигатели развивают 30 000 об/мин, задние — 25 500 об/мин. Плотность мощности на задней оси составляет 4,80 кВт/кг, на передней — 3,23 кВт/кг, при КПД 93 процента.

Для минимизации размеров и потерь в статорах используются обмотки с концентрированными полюсами, ламинированные пластины толщиной 0,2 мм, многожильный провод, заимствованный из Формулы-1, и вакуумное смоляное покрытие с высокой теплопроводностью. В роторе конфигурация магнитов Хальбаха концентрирует поток в направлении статора, а углеродные волокна толщиной 1,6 мм противодействуют центробежным силам на высоких оборотах. Такое техническое решение позволяет сочетать высокую скорость вращения, малую массу и быстрое реагирование.

Блок управления двигателем (VCU) может координировать работу трансмиссии, подвески и рекуперации энергии.

La Блок управления транспортным средством Это один из ключевых этапов проекта. Впервые на Ferrari единый функциональный блок координирует работу силовой установки и динамику автомобиля, управляя трехпроводной сетью: 800 В для двигателей, 48 В для активной подвески и 12 В для вспомогательных систем. VCU интерпретирует запросы водителя и состояние компонентов, обновляет целевые значения управления 200 раз в секунду и регулирует подачу мощности, рекуперацию, настройку и стратегии повышения эффективности.

Такая централизация позволяет преобразовывать режимы движения в истинную логику энергопотребления. В режиме ДиапазонСистема e-Manettino ограничивает мощность до 320 кВт, отдает предпочтение заднему приводу, поддерживает максимальную скорость 260 км/ч и активирует стратегии повышения эффективности. Блок управления двигателем (VCU) может с высокой частотой переключать привод между левым и правым задними колесами, использовать резервный инвертор для предотвращения рассеивания энергии, когда подача энергии или рекуперация не требуются, и физически отключать переднюю ось, когда она не нужна. По данным Ferrari, расход топлива может быть снижен примерно на 15 процентов при сохранении той же плавности хода.

В режиме ТурПри этом доступная мощность увеличивается до 460 кВт, полный привод остается активным, а максимальная скорость сохраняется на уровне 260 км/ч. ЭффективностиС другой стороны, достижимая мощность составляет 725 кВт, полный привод является постоянным, а максимальная скорость достигает 310 км/ч. Логика управления распределением мощности заблаговременно моделирует мощность на основе электрической и тепловой нагрузки на высоковольтную батарею с целью приближения устойчивой мощности к пиковой мощности при многократном использовании.

Сам блок управления двигателем (VCU) включает в себя систему оценки состояния автомобиля (Vehicle State Estimator), которая восстанавливает энергетическое состояние, используя подход, основанный на данных и особенностях вождения. Цель состоит в улучшении оценки запаса хода и планирования поездок за счет обновления прогнозов в режиме реального времени и предоставления специальных интерфейсов на приборной панели. В высокопроизводительных электромобилях запас хода зависит не только от номинальной емкости батареи, но и от способности автомобиля прогнозировать расход топлива, температуру, стиль вождения и потребности в зарядке.

Управление вектором крутящего момента и рекуперативное торможение становятся динамическими.

Четырехмоторная архитектура обеспечивает векторизация крутящего момента Полное торможение на обеих осях, как при разгоне, так и при торможении. Задний виртуальный дифференциал, или vDiff, стабилизирует автомобиль на прямых участках и фильтрует неровности дорожного покрытия. Система FLOW (Ferrias Lateral Optimization Wheeltorque) регулирует распределение крутящего момента при прохождении поворотов: при выходе из поворота она управляет задним приводом и моделирует недостаточную и избыточную поворачиваемость на передних колесах; при входе в поворот она использует отрицательный крутящий момент для стабилизации автомобиля и оптимизации рекуперации энергии.

Электрическая система управления тягой eTrac В основе системы лежит опыт F1-Trac, но она адаптирована к платформе с четырьмя независимыми актуаторами. Каждое колесо имеет собственное управление крутящим моментом, поэтому вмешательство может быть направлено на конкретное колесо, теряющее сцепление, без ущерба для работы остальных. Некоторые функции интегрированы в инверторы, что позволяет корректировать крутящий момент с точностью до миллисекунды. Это важный шаг, поскольку в электромобилях скорость срабатывания актуаторов может быть использована для повышения точности управления автомобилем, а также для повышения естественности при переходе от одного режима к другому.

Усовершенствованная система рекуперативного торможения, называемая eCRBВ нем используется батарея, способная поглощать до 500 кВт энергии, и четыре двигателя, которые могут рекуперировать до 0,68 g. Согласно предоставленным данным, вклад электроэнергии в торможение увеличен на 50 процентов по сравнению с предыдущими гибридами Ferrari. Предполагаемые преимущества включают увеличение запаса хода на 20 процентов на горных дорогах и на 5 процентов на автомагистралях. Таким образом, рекуперация рассматривается не просто как восстановление энергии, а как часть динамического баланса автомобиля.

Il Включение переключения крутящего момента Система предлагает пять уровней мощности, выбираемых с помощью правого подрулевого переключателя, и пять уровней торможения двигателем с помощью левого. Система не имитирует переключение передач: она определяет язык крутящего момента. При входе в поворот водитель может выбрать уровень отрицательного крутящего момента; при выходе из поворота он может регулировать доступную мощность в зависимости от сцепления с дорогой и радиуса. Цель состоит в том, чтобы преодолеть типичную линейность подачи электрической мощности, предоставляя водителю возможность принимать решения и тактильно ощущать прогресс.

Аэродинамические характеристики и теплоотвод способствуют повышению эффективности.

Разработка аэродинамических характеристик Ferrari Luce заняла приблизительно пять лет. 6000 CFD-моделированийБыло проведено 250 часов испытаний в аэродинамической трубе на модели и около 80 часов на полномасштабном автомобиле. Цель заключалась не только в создании прижимной силы, но и в снижении сопротивления для обеспечения дальности полета, аэроакустического комфорта и охлаждения. Силуэт состоит из твердых выпуклых объемов с непрерывными поверхностями и небольшим количеством разрывов. Подвесное переднее крыло и обдуваемая транцевая часть помогают кузову функционировать как центральная ячейка, окруженная плавающими аэродинамическими элементами.

Le активные сети Они защищают радиаторы, когда охлаждение не требуется, и при определенных условиях могут даже устранить сопротивление, связанное с прохождением воздуха через сердцевину радиатора. Расположение радиаторов — два перед колесами и центральный передний конденсатор — направлено на достижение аэродинамической формы, напоминающей каплю, при закрытых решетках. Активная подвеска также способствует повышению эффективности, опуская переднюю часть автомобиля до 10 мм, когда это необходимо.

Аэродинамические колеса, созданные по образцу турбины реактивного двигателя, снижают сопротивление примерно на 5 процентов, минимизируя турбулентный след от колес без ущерба для охлаждения тормозов. В конструкции днища используется плоская поверхность монолитной батареи, а зазоры, соединения, профили окон, ручки и зарядный порт оптимизированы для улучшения коэффициента аэродинамического сопротивления и снижения шума. В электромобиле, где двигатель не заглушает другие источники шума, аэроакустический контроль становится частью воспринимаемого качества.

Система терморегулирования построена на основе трех основных архитектур: хладагентной, водяной и воздушной. Водяные магистрали работают на разных уровнях: низкие температуры для батареи 800 В и вспомогательных систем, средние температуры для инвертора, осей и активной подвески, а также контур салона с рекуперацией тепла от электродвигателей. Программное обеспечение управляет клапанами, насосами, зимним прогревом, быстрой зарядкой и предварительной подготовкой батареи и салона, в том числе дистанционно. В автомобиле такого типа терморегулирование напрямую влияет на стабильность работы, надежность и дальность хода.

Звук, интерфейс и корпус позволяют воплотить эту технологию в практическое применение.

В разделе, посвященном акустике, рассматривается конкретная проблема для электрических спортивных автомобилей: как обеспечить звуковую обратную связь, не прибегая к искусственной имитации двигателя внутреннего сгорания. Ferrari утверждает, что получает звук непосредственно от электрических осей с помощью прецизионного акселерометра, установленного в корпусе задней оси. Сигнал, генерируемый вибрациями вращающихся деталей, шестерен и электрических механизмов, фильтруется, выравнивается и усиливается запатентованной системой. Работа заняла пять лет и 40 000 км специализированных испытаний на гоночной трассе.

Il функциональный звук Звук усиливается особенно тогда, когда это необходимо для диалога между водителем и автомобилем, в частности, в режиме Performance системы e-Manettino. Излучение происходит на двух уровнях: внешнем, создающем волновой фронт, воспринимаемый при прохождении мимо, и внутреннем, добавляющем высококачественную детализацию. В режиме Range, однако, автомобиль может предпочитать тишину; в режиме Tour он предлагает спортивную езду с большим акустическим комфортом. Это решение демонстрирует, как звук рассматривается как информация для водителя, а не как украшение.

Интерфейс также использует гибридную логику, сочетающую аналоговые и цифровые элементы. На рулевом колесе интегрированы элементы управления Manettino и e-Manettino, а подрулевые лепестки управляют крутящим моментом и рекуперацией. Приборная панель объединяет цифровые и механические приборы в трех циферблатах; поворотная центральная панель сочетает в себе физические и сенсорные элементы управления; OLED-дисплеи, разработанные совместно с Samsung Display, занимают четыре места и имеют диагональ 12,9, 12, 10,1 и 6,3 дюйма. Решение сохранить механические кнопки, рычаги и селекторы демонстрирует стремление обеспечить мгновенное взаимодействие с наиболее важными функциями.

Акустика, органы управления и шасси определяют впечатления от вождения электромобиля.

Конструкция шасси подтверждает этот комплексный подход. В ней используются полые литые детали, экструдированные профили и алюминиевые панели; в кузове сталь заменена высокопрочными алюминиевыми панелями и экструдированными профилями. Эластичный задний подрамник, впервые примененный в этой линейке, призван изолировать вибрации и структурный шум без ущерба для управляемости. Активная подвеска третьего поколения сводит комфорт и управляемость к единому уравнению управления: поглощение, поддержка, опускание автомобиля при необходимости и рекуперация энергии от относительного движения колес и шасси.

Короче говоря, Ferrari Luce смещает акцент в электромобилях с отдельных показателей производительности на качество интеграции. Мощность, зарядка, запас хода и ускорение остаются ключевыми параметрами, но их недостаточно для описания проекта. Техническое отличие заключается в сочетании структурная батареяНезависимые электродвигатели, блок управления двигателем (VCU), векторизация крутящего момента, рекуперация энергии, адаптивная аэродинамика, интеллектуальное управление температурным режимом, механический звук и тактильный интерфейс. Именно здесь электрификация становится платформой, а не просто заменой двигателя.

'SИталия В промышленном контексте данный пример подтверждает, что для создания высокопроизводительных электромобилей требуются универсальные навыки: электрохимия, силовая электроника, программное обеспечение реального времени, материаловедение, облегченные конструкции, аэродинамика и пользовательский опыт. Задача состоит не просто в создании более быстрого автомобиля, а в обеспечении возможности управления и воспроизведения очень большого количества энергии. В этом смысле... Ferrari Luce – это прежде всего испытательный полигон для следующего поколения электрических спортивных конструкций.

Ferrari Luce: дизайн и технологии для самого инновационного электрического спортивного автомобиля.

Ferrari Luce: мечта о дизайне, электроприводе и новых ощущениях от вождения.

Вот три идеи, которые могут вас заинтересовать:

Ferrari Luce — электромобиль, который изменит масштаб инноваций.
Компания XPENG запустила в серийное производство свой первый автономный роботакси.
Компания Opel выходит в Формулу E и перезапускает аббревиатуру GSE.