Questo nuovo concept car, in cui l‘abituale mise da campionato del mondo rally prende le tinte più pacate dei materiali naturali, rispecchia la politica ambientale di Citroën anche nel campo della competizione automobilistica, fonte di innovazioni, con soluzioni tecnologiche affidabili e razionali, dalle alte prestazioni.

Il sistema HYmotion4 permette di recuperare e d’immagazzinare parte dell’energia cinetica sviluppata dalla vettura in frenata. Questa energia, trasformata da un motore-generatore di corrente elettrica, viene accumulata nel pack di batterie installate nella parte posteriore della vettura. In seguito può essere utilizzata per aumentare la potenza in riaccelerazione, oppure per una propulsione in modalità esclusivamente elettrica, silenziosa e senza emissioni di gas di scarico.
L’applicazione di questo principio di funzionamento aumenta sensibilmente il rendimento di una vettura da competizione nelle varie fasi di guida:

- In frenata, con l’energia che non viene più dispersa completamente nell’ambiente.
- In accelerazione, con un aumento della coppia del motore elettrico che amplia la gamma di regime di utilizzo del motore termico.
- A velocità costante mantenuta in modalità elettrica, che regala 40 km di autonomia in più e riduce del 30% i consumi sui tratti di collegamento.

WRC HYmotion4. Il sistema è costituito da 4 elementi principali:
- Un motore-generatore elettrico da 125 kW accoppiato al ponte anteriore con una serie di pignoni.
- Un pack di batterie al litio-ione con 990 celle installato sopra al serbatoio, che fornisce una tensione di 400V.
- Due sistemi ausiliari di raffreddamento per il motore-generatore e le batterie, con un radiatore specifico fissato sul lato destro del pianale.
- Un modulo elettronico di gestione dei circuiti di potenza del sistema.

Il pilota dispone di una leva di preselezione HYmotion4 che consente di inserire in qualunque momento una delle quattro modalità di funzionamento:

- La modalità termica: modalità comune su una C4 WRC. Usata nelle speciali ed eventualmente nei tratti di collegamento.
- La modalità termica con recupero di energia: azionata nelle speciali, migliora la resistenza di frenata e permette di ricaricare le batterie.
- Modalità elettrica con recupero di energia: selezionata sui tratti urbani non cronometrati o nel parco assistenza, potenzia l’autonomia dell’auto, riduce le emissioni nocive in ambiente urbano, e permette di utilizzare il motore termico solo quando è indispensabile.
- Modalità Boost (combinazione di modalità termica e modalità elettrica): può essere selezionata durante un tratto di prova cronometrata, per ottenere un aumento di coppia di 300Nm-1 per un lasso di tempo limitato.

La gestione ottimale dell’energia migliora le prestazioni e inventa una nuova dimensione di guida delle auto da rally.
C4 WRC HYmotion4 s’inserisce nel quadro dell’impegno sportivo a lungo termine e della politica ambientale di Citroën. Questo concept dimostra la volontà di creare vetture dalle altissime prestazioni, nel pieno rispetto dell’ambiente, e segna una nuova tappa verso ulteriori innovazioni, che seguiranno le future evoluzioni del regolamento FIA.

L’auto si avvale di una architettura ibrida che adotta un motore di 1.6 litri abbinato a un propulsore elettrico da 15 kW, abbinamento che consente di ridurre consumi di circa il 50%rispetto al modello tradizionale della Elantra.

L’uso del Gpl, sulla Elantra LPI Hybrid Electric Vehicle (HEV) inoltre contribuisce ad abbattere il costo del pieno.

Le batterie utilizzate per l’alimentazione del motore elettrico sono ai polimeri di litio, una soluzione che garantisce dei costi più bassi di produzione, una maggiore resistenza ai cicli di ricarica e ai danni.

Gli ingegneri che lavorano presso il centro GM dove si collaudano le batterie hanno sviluppato un nuovo algoritmo del computer in grado di accelerare le prove di durata delle moderne batterie agli ioni di litio utilizzate per permettere al prototipo Chevrolet Volt di percorrere 64 chilometri con la sola energia elettrica.

Questo moderno programma duplica la velocità ed il carico del veicolo in reali condizioni di impiego e permette di effettuare nel rapido programma di sviluppo di Volt l’equivalente di dieci anni di prove approfondite sulle batterie.

Nel giro di 24 ore l’attrezzatura viene impiegata negli impianti GM di Warren, in Michigan (Stati Uniti) e di Magonza-Kastel, in Germania, per caricare e scaricare i prototipi delle batterie seguendo un ciclo di utilizzo di circa 64 chilometri ad alimentazione elettrica. I risultati raccolti permettono di prevedere la durata a lungo termine della batteria.

«La tempistica legata alla messa in produzione di Volt è strettamente collegata alla nostra capacità di prevedere il comportamento di questa batteria durante il ciclo di vita del veicolo. Per noi, la difficoltà consiste nel prevedere dieci anni di funzionamento della batteria nel corso di due soli anni di prove» ha spiegato Frank Weber, capo-ingegnere responsabile veicoli globali e progetti Chevrolet Volt ed E-Flex. «Il gruppo che lavora sulla batteria può utilizzare risorse umane e tecniche di tutto il mondo in modo da ridurre i tempi dei collaudi».

I laboratori di ricerca dove si provano le nuove batterie sono un ambiente prevedibile dove è possibile confrontare tecnologie differenti in situazioni controllabili. Le batterie saranno presto montate su speciali veicoli da prova ed integrate con altre componenti del sistema E-Flex per effettuare le necessarie prove su strada.

«Analisi approfondite all’interno dei nostri laboratori specializzati rappresentano una fase importante del collaudo di questa tecnologia. Contiamo di collaudare ulteriormente queste batterie montandole sui veicoli di prova» ha proseguito Weber. «Le situazioni che si riscontrano su un veicolo – dove la batteria è esposta a scuotimenti, umidità e frequenti variazioni della temperatura – sono molto più estreme rispetto a quelle che si possono avere nell’ambiente controllato del laboratorio».

Ridurre la penetrazione aerodinamica

La penetrazione aerodinamica o la resistenza al vento assorbono il 20% circa dell’energia ed incidono direttamente sul consumo di carburante. Al laboratorio di aerodinamica di Warren, in Michigan, fanno capo le conoscenze del gruppo di GM nel campo dell’ottimizzazione dei flussi d’aria. Consumo, autonomia, emissioni ed accelerazione del veicolo sono tutti condizionati dalla resistenza aerodinamica. Il raffreddamento di componenti come i freni è anch’esso influenzato dal flusso dell’aria, così come il comportamento in curva, la reazione al vento laterale, la stabilità direzionale e la tenuta di strada. Il laboratorio GM di aerodinamica permette di collaudare e sviluppare ognuna di queste caratteristiche.

Lo studio dell’aerodinamica comincia con un modello in scala 1:3 dove si definisce la forma generale e le principali caratteristiche del veicolo. Questo modello è molto dettagliato in corrispondenza della parte inferiore della scocca e del vano motore. Il flusso dell’aria che va raffreddare il radiatore e la parte sotto al cofano motore viene studiato attraverso modelli di calcolo fluidodinamici. Contemporaneamente, lo sviluppo del calcolo interviene per determinare la resistenza aerodinamica di progetti alternativi. Lo sviluppo prosegue con modelli in scala reale dove la forma del veicolo viene rifinita ed ottimizzata per ridurre la rumorosità dell’aria. Il processo di sviluppo si conclude con la validazione di un prototipo realizzato sulla base delle analisi e delle prove effettuate.

«Approfondite prove di aerodinamica condotte su Volt ci dicono che, rispetto al progetto originale, siamo riusciti a ridurne del 30% il coefficiente aerodinamico» dice Ed Welburn, vice-presidente GM responsabile Progettazione Globale. «Non è stata una cosa facile, ma era una necessità».