Toyota ha trovato un trucco per rendere le sue future sportive elettriche ancora più basse

Un’auto elettrica non dispone di un grande motore termico sotto il cofano. Tuttavia, progettare una sportiva elettrica con un frontale molto basso rimane una vera sfida. Toyota ha appena depositato un brevetto che descrive una nuova disposizione dei motori e degli equipaggiamenti tecnici in grado di risolvere questo problema. Una soluzione ingegnosa, ma che solleva ancora alcune domande.

L’elettrificazione offre maggiore libertà ai progettisti automobilistici. Eliminando il motore termico e la sua trasmissione tradizionale, i costruttori possono immaginare silhouette diverse, con proporzioni più originali e abitacoli più spaziosi. Tuttavia, questa libertà ha i suoi limiti. In un’auto elettrica, lo spazio tra le ruote anteriori rimane occupato da numerosi componenti: motori, riduttori, componenti elettronici di potenza, sistemi di ricarica e dispositivi di raffreddamento. Tutti elementi che occupano spazio e possono impedire ai progettisti di abbassare sufficientemente il cofano.

È proprio a questo problema che Toyota intende porre rimedio. In un recente brevetto scoperto da Carmoses, il costruttore giapponese descrive un’architettura tecnica volta a ridurre l’altezza della parte anteriore di un’auto elettrica. L’obiettivo è chiaro: semplificare la progettazione di auto sportive elettriche dalle linee basse e aerodinamiche.

Due motori elettrici installati sullo stesso asse delle ruote

Il primo trucco di Toyota riguarda la disposizione dei motori elettrici. In molte auto elettriche, il motore e le ingranaggi incaricati di trasmettere la sua potenza alle ruote sono disposti su più assi paralleli. Questa architettura funziona molto bene, ma può aumentare lo spessore verticale e longitudinale del gruppo motopropulsore.

Toyota propone un approccio diverso: collocare il motore elettrico e il suo sistema di riduzione su un unico asse, allineato direttamente con le ruote. A tal fine, il costruttore utilizza un sistema epicicloidale, un meccanismo composto da più ingranaggi che permette di ridurre la velocità di rotazione del motore prima di trasmettere il movimento alle ruote. Nella configurazione descritta nel brevetto, due gruppi motore-riduttore sono installati uno accanto all’altro tra le ruote anteriori. Ogni motore aziona direttamente la propria ruota, senza un differenziale meccanico centrale.

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Questo schema presenta un vantaggio: permette di ridurre l’altezza e la lunghezza dell’intero sistema. D’altra parte, Toyota riconosce un svantaggio: un’architettura del genere occupa più spazio in larghezza rispetto a un sistema convenzionale.

Il principio di un gruppo motopropulsore coassiale, del resto, non è affatto nuovo. Porsche adotta infatti un layout compatto di questo tipo sull’asse anteriore del Taycan, anche se il suo sistema si basa su un unico motore abbinato a un differenziale. Toyota va oltre, proponendo due unità indipendenti.

Questa configurazione potrebbe teoricamente permettere di gestire separatamente la potenza trasmessa a ciascuna ruota anteriore. Tuttavia, il brevetto non menziona esplicitamente una funzione di distribuzione attiva del coppia, nota anche come torque vectoring.

Un altro trucco per abbassare il cofano

Ridurre l’altezza dei motori non basta. È necessario trovare spazio anche per gli altri componenti indispensabili al funzionamento di un’auto elettrica. Toyota propone quindi di installare l’elettronica di potenza direttamente sopra i motori. Nella configurazione principale del brevetto, questo insieme comprende in particolare un convertitore DC-DC destinato ad adattare la tensione durante la ricarica rapida, nonché un caricabatterie integrato per la ricarica in corrente alternata. Altre varianti prevedono l’installazione di uno solo di questi dispositivi, o addirittura dell’inverter che controlla il motore elettrico.

Tuttavia, l’elemento più originale si trova un po’ più in avanti. Il costruttore giapponese è infatti interessato al condensatore del sistema di climatizzazione, quel scambiatore termico solitamente installato verticalmente dietro il paraurti anteriore. Invece di mantenerlo in questa posizione, Toyota propone di inclinarlo verso l’avanti. Ciò permette di abbassare il suo punto più alto, mantenendo al contempo una superficie esposta al flusso d’aria che entra dalla parte anteriore.

Il brevet stabilisce una condizione essenziale: la parte superiore del condensatore deve rimanere più bassa della sommità del vano elettronico installato sui motori. Grazie a questa disposizione, il cofano potrebbe scendere gradualmente verso il muso dell’auto, senza essere ostacolato da un scambiatore termico troppo alto. In teoria, questa soluzione potrebbe quindi facilitare la creazione di un frontale particolarmente inclinato, come si trova su alcune auto sportive.

Una tecnologia destinata alle future sportive elettriche di Toyota?

Questa invenzione acquista tutto il suo significato quando si osservano i progetti sportivi del costruttore giapponese. Nel 2023, Toyota aveva presentato il concept FT-Se, un’auto sportiva elettrica a due posti dalle proporzioni particolarmente basse e larghe. Più di recente, anche Lexus ha svelato un concept di auto sportiva elettrica LFA, la cui silhouette mette in risalto un’altezza ridotta e linee molto aerodinamiche. Questi veicoli illustrano bene le ambizioni del gruppo nel campo delle auto sportive elettriche. Tuttavia, al momento non c’è nulla che permetta di affermare che l’architettura descritta in questo brevetto verrà utilizzata in uno di questi modelli. Toyota non menziona alcuna auto specifica nel suo documento.

Un’altra particolarità: la configurazione presentata riguarda le ruote anteriori. Può sembrare sorprendente per un’auto sportiva, ma nulla vieta di immaginare un secondo motore sull’asse posteriore. L’architettura potrebbe quindi trovare perfettamente posto in un futura auto elettrica a trazione integrale. Il concetto FT-Se era stato infatti presentato dal suo ingegnere capo come un veicolo dotato di un motore su ciascun asse. Ciò non significa tuttavia che Toyota intenda installare in esso il sistema descritto in questo nuovo brevetto.

Una soluzione promettente, ma alcune incognite

Sebbene l’idea sembri allettante, rimangono diverse domande senza risposta. La prima riguarda il raffreddamento: il brevetto descrive con precisione la posizione del condensatore dell’aria condizionata, ma non specifica l’ubicazione degli altri scambiatori termici necessari al funzionamento di un’auto sportiva elettrica. Infatti, un veicolo destinato a una guida dinamica deve essere in grado di raffreddare in modo efficace la batteria, i motori e l’elettronica di potenza, soprattutto durante un utilizzo intensivo su pista. L’integrazione di questi componenti aggiuntivi potrebbe rendere più complicata la realizzazione di un frontale così basso come desiderato.

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Un’altra domanda riguarda il costo: due motori elettrici indipendenti e due sistemi di riduzione possono comportare una maggiore complessità e spese aggiuntive rispetto a un’architettura basata su un unico motore.

Infine, Toyota non fornisce informazioni né sull’altezza del cofano prevista, né sulle prestazioni dei motori, né sulle caratteristiche elettriche della batteria. Dovrà inoltre essere valutata la questione della sicurezza, in particolare per quanto riguarda la protezione dei pedoni e gli spazi di deformazione necessari in caso di impatto frontale.