Fra 800V-batteriet til momentvektorering på de fire motorene, forvandler Prancing Horse-prosjektet forholdet mellom kraft, trim og kontroll. 

Ferrari Luce introduserer en helelektrisk plattform til Maranello-serien, designet fra bunnen av, uten å starte fra en eksisterende forbrenningsmotor- eller hybridarkitektur. Det industrielle aspektet er betydelig, men prosjektets kjerne er fremfor alt teknisk: bilen bruker elektrisk fremdrift for å redesigne forholdet mellom drivlinje, chassis, cockpit, aerodynamikk og kontrollprogramvare. Det er derfor ikke bare en batteridrevet sportsbil, men et komplekst system der Ferrari forsøkte å integrere hvert delsystem rundt energi- og dynamikkstyring.

Valget av fire uavhengige elektriske motorer, én per hjul, gjør at hvert hjørne av bilen kan behandles som et aktivt punkt for veigrep, regenerering, styring og kontaktflatekontroll. Dette oppsettet kompletteres av et 122 kWh batteri integrert i gulvet, en 800 V høyspenningsarkitektur, aktiv fjæring, firehjulsstyring, kompakte invertere og en ny kjøretøykontrollenhet. Resultatet er en bil hvis ytelse ikke bare avhenger av de påståtte 1050 hk, men også av hastigheten som systemet koordinerer dreiemoment, trim, energigjenvinning og veigrep med.

Prosjektet fornyer også emballasjen. Batteripakken er plassert under gulvet og under baksetene, i tillegg til at den sentrale tunnelen og de kompakte akslingene er fjernet, noe som gir mulighet for en firedørs, femseters konfigurasjon – en førstegangsversjon for en Ferrari-bil av denne typen. Den elektriske arkitekturen blir dermed en faktor for levedyktighet, ikke bare veigrep. Luce beholder sportsbilproporsjoner, men introduserer en interiørlayout som ligner mer på en svært brukervennlig Grand Tourer, med et påstått 597-liters bagasjerom og en vektfordeling på 47 prosent foran og 53 prosent bak.

Strukturbatterier og motorer med høy effekttetthet

Batteripakken er designet, validert og bygget i Maranello. Den inkluderer 210 celler Organisert i 15 moduler med 14 celler, for en bruttokapasitet på 122 kWh. Posecellene, designet i samarbeid med SK on, har en kapasitet på 159 Ah, en grafittanode, en nikkel-mangan-koboltkatode med høyt nikkelinnhold og en flytende elektrolytt. I følge dataene som er gitt, når cellenes energitetthet 305 Wh/kg, mens den totale systemets energitetthet er 195 Wh/kg. Hurtiglading når 350 kW og muliggjør, med tilstrekkelig infrastruktur, gjenoppretting av 70 kWh på 20 minutter.

Det mest interessante aspektet er batteriets strukturelle funksjon. Huset integrerer metallplater, støpegods og aluminiumspaneler som er satt sammen gjennom mekaniske fester og liming, uten sveising. Når det er koblet til rammen, bidrar det nedre skallet til karosseriets stivhet. Strukturen oppnår en 25 prosent økning i bøye-stivhet og en 35 prosent økning i torsjonsstivhet sammenlignet med tidligere bruksområder; batterisystemet bidrar med 20 prosent til rammens bøye-stivhet og 40 prosent til torsjonsstivheten. I denne konfigurasjonen er batteriet ikke en isolert komponent, men snarere en integrert del av den stive arkitekturen.

Motorene er permanentmagnetsynkronmotorer med radial fluks, hentet fra F80-erfaringen og kunnskapen fra Formel 1 og WEC. Forakselen yter 210 kW, mens bakakselen når 620 kW. Forakselen når 30 000 o/min, bakakselen 25 500 o/min. Effekttettheten til bakakselen er spesifisert til 4,80 kW/kg, forakselen er 3,23 kW/kg, med en virkningsgrad på 93 prosent.

For å minimere størrelse og tap bruker statorene konsentrerte polviklinger, 0,2 mm lamineringer, Formel 1-avledet litztråd og vakuumharpiksbelegg med høy varmeledningsevne. I rotoren konsentrerer Halbach-konfigurasjonen av magnetene fluksen mot statoren, mens 1,6 mm karbonfiberhylser motvirker sentrifugalkrefter ved høyere turtall. Dette tekniske valget muliggjør kombinasjonen av høy rotasjonshastighet, lav masse og rask respons.

VCU-en kan koordinere drivlinje, fjæring og rekuperasjon

La Kontrollenhet for kjøretøy Dette er et av hovedtrinnene i prosjektet. For første gang på en Ferrari koordinerer én funksjonell enhet drivverket og kjøretøyets dynamikk, og styrer et trelinjers nettverk: 800 V for motorene, 48 V for aktiv fjæring og 12 V for tilleggsutstyret. VCU-en tolker førerens forespørsler og statusen til komponentene, oppdaterer aktiveringsmålene 200 ganger i sekundet og regulerer kraftlevering, regenerering, oppsett og effektivitetsstrategier.

Denne sentraliseringen gjør at kjøremoduser kan omdannes til ekte energilogikk. I modus Områdee-Manettino begrenser effekten til 320 kW, favoriserer bakhjulsdrift, opprettholder en toppfart på 260 km/t og aktiverer effektivitetsstrategier. VCU-en kan veksle mellom venstre og høyre bakhjul med høy frekvens, bruke Standby Inverter for å eliminere effekttap når kraftlevering eller rekuperasjon ikke er nødvendig, og fysisk koble fra forakselen når det ikke er nødvendig. Ifølge Ferrari kan drivstofforbruket reduseres med omtrent 15 prosent samtidig som den samme jevnheten opprettholdes.

I modus tur, øker den tilgjengelige effekten til 460 kW, firehjulsdriften forblir aktiv og toppfarten forblir 260 km/t. I Ytelse, derimot, er den oppnåelige effekten lik 725 kW, firehjulsdriften er permanent og toppfarten når 310 km/t. Power Deployment Control-logikken modellerer effekten preemptivt basert på den elektriske og termiske belastningen på høyspentbatteriet, med mål om å bringe bærekraftig effekt nærmere toppeffekten ved gjentatt bruk.

Selve VCU-en inkluderer Vehicle State Estimator, et system som rekonstruerer energitilstanden ved hjelp av en datadrevet tilnærming og kjørevaner. Målet er å forbedre rekkeviddeestimering og reiseplanlegging ved å oppdatere prognoser i sanntid og tilby dedikerte grensesnitt på dashbordet. I høytytende elektriske kjøretøy avhenger rekkevidden ikke bare av den nominelle batterikapasiteten, men også av kjøretøyets evne til å forutsi drivstofforbruk, temperatur, kjørestil og ladebehov.

Momentvektorering og regenerativ bremsing blir dynamisk

Firemotorsarkitekturen gir mulighet for en dreiemomentvektering Full bremsing på begge aksler, både under akselerasjon og bremsing. Den virtuelle differensialen bak, eller vDiff, stabiliserer bilen på rettstrekninger og filtrerer ut forstyrrelser i veibanen. Ferrari Lateral Optimization Wheeltorque, kjent som FLOW, jobber med dreiemomentfordeling i svinger: når den kjører ut av en sving, håndterer den bakhjulsdriften og modellerer understyring og overstyring foran; når den kjører inn i en sving, bruker den negativt dreiemoment for å stabilisere bilen og optimalisere energigjenvinningen.

Elektrisk antispinnkontroll eTrac Den bygger på F1-Trac-kunnskap, men er tilpasset en plattform med fire uavhengige aktuatorer. Hvert hjul har sin egen momentkontroll, slik at intervensjonen kan målrettes mot det individuelle hjulet som mister grepet, uten at det går på bekostning av de andre hjulenes bidrag. Noen funksjoner er integrert i omformerne, noe som muliggjør momentkorrigeringer ned til millisekundet. Dette er et viktig trinn fordi i elektriske kjøretøy kan aktiveringshastigheten utnyttes til å gjøre bilen mer presis, men også mer naturlig i overganger.

Den avanserte regenerative bremsingen, kalt eCRB, bruker et batteri som kan absorbere opptil 500 kW og fire motorer som kan regenerere opptil 0,68 g. I følge dataene som er gitt, økes det elektriske bidraget til bremsing med 50 prosent sammenlignet med tidligere Ferrari-hybrider. De estimerte fordelene inkluderer en 20 prosent økning i rekkevidde på fjellveier og en 5 prosent økning i motorveitrafikk. Regenerering behandles derfor ikke bare som energigjenvinning, men som en del av kjøretøyets dynamiske balanse.

Il Momentskiftinnkobling Den introduserer fem effektnivåer som kan velges med høyre girspak og fem nivåer av motorbremsing via venstre girspak. Systemet simulerer ikke et girskifte: det definerer et dreiemomentspråk. Når føreren kjører inn i en sving, kan vedkommende velge nivået av negativt dreiemoment; når vedkommende kjører ut av svingen, kan vedkommende modulere den tilgjengelige kraften basert på grep og radius. Målet er å overvinne den typiske lineariteten i elektrisk kraftlevering, og gi føreren beslutningstaking og taktil progresjon.

Aerodynamikk og termisk styring støtter effektiviteten

Den aerodynamiske utviklingen av Ferrari Luce tok over fem år, omtrent 6000 CFD-simuleringer, 250 timer med vindtunneltesting på en modell og omtrent 80 timer med et fullskala kjøretøy. Målet var ikke bare å generere marktrykk, men også å redusere luftmotstand for å opprettholde rekkevidde, aeroakustisk komfort og kjøling. Silhuetten er sammensatt av solide, konvekse volumer, med kontinuerlige overflater og få avbrudd. Den fjærende forvingen og den oppblåste akterspeilet hjelper karosseriet med å fungere som en sentral celle omgitt av flytende aerodynamiske elementer.

Le aktive rutenett De skjermer radiatorene når kjøling ikke er nødvendig, og under visse forhold kan de til og med eliminere motstanden forbundet med luftpassasjen gjennom radiatorkjernene. Plasseringen av radiatorene – to foran hjulene og en sentral kondensator foran – har som mål å oppnå en aerodynamisk form som ligner en dråpeform når grillene er lukket. Den aktive fjæringen bidrar også til effektiviteten, og senker fronten med opptil 10 mm når forholdene favoriserer det.

Aerodynamiske hjul inspirert av en jetmotors turbin reduserer luftmotstand med omtrent 5 prosent, noe som minimerer hjulsvingninger uten at det går på bekostning av bremsekjølingen. Understellet utnytter den flate overflaten til det monolittiske batteriet, mens mellomrom, koblinger og vindusprofiler, håndtak og ladeport er optimalisert for å forbedre luftmotstandskoeffisienten og aerodynamisk støy. I en elbil, der motoren ikke maskerer andre støykilder, blir aeroakustisk kontroll en del av den opplevde kvaliteten.

Termisk styring er organisert rundt tre hovedarkitekturer: kjølemiddel, vann og luft. Vannledningene opererer på forskjellige nivåer: lave temperaturer for 800V-batteriet og hjelpesystemer, mellomtemperaturer for omformeren, akslene og aktiv fjæring, og kupékretsen med varmegjenvinning fra de elektriske motorene. Programvaren styrer ventiler, pumper, vinteroppvarming, hurtiglading og forkondisjonering av batteri og kupé, selv eksternt. I et kjøretøy av denne typen påvirker termisk styring direkte repeterbar ytelse, pålitelighet og rekkevidde.

Lyd, grensesnitt og chassis omsetter teknikken til bruk

Akustikkdelen tar for seg et spesifikt problem for elektriske sportsbiler: hvordan man gir lydtilbakemeldinger uten å ty til en kunstig simulering av forbrenningsmotoren. Ferrari hevder å ta lyden direkte fra de elektriske akslene via et presisjonsakselerometer installert i bakakselhuset. Signalet, generert av vibrasjonene i roterende deler, gir og elektrisk maskineri, filtreres, utjevnes og forsterkes av et patentert system. Arbeidet tok fem år og 40 000 km med dedikert banetesting.

Il funksjonell lyd Den forsterkes, spesielt når det er nødvendig for dialogen mellom fører og bil, spesielt i Performance-posisjonen til e-Manettino. Lydutslippet skjer på to nivåer: et eksternt nivå, for å skape en bølgefront som er merkbar når den kjører forbi, og et internt nivå, for å legge til detaljer med høy kvalitet. I Range-posisjonen kan bilen imidlertid foretrekke stillhet; i Tour-posisjonen tilbyr den en sporty kjøreopplevelse med større akustisk komfort. Denne løsningen demonstrerer hvordan lyd behandles som kjøreinformasjon, ikke som dekorasjon.

Grensesnittet følger også en hybridlogikk mellom analog og digital. Rattet integrerer Manettino- og e-Manettino-kontrollene, mens hendlene styrer dreiemoment og regenerering. Dashbordet kombinerer digitale og mekaniske instrumenter i tre brytere; det svingbare midtpanelet kombinerer fysiske kontroller og berøringsskjermkontroller; OLED-skjermene utviklet med Samsung Display dekker fire enheter som måler 12,9, 12, 10,1 og 6,3 tommer. Beslutningen om å beholde mekaniske knapper, spaker og velgere demonstrerer ønsket om å opprettholde umiddelbar interaksjon i de mest kritiske funksjonene.

Akustikk, kontroller og chassis definerer elbilopplevelsen

Chassiset bekrefter denne integrerte tilnærmingen. Strukturen bruker hule støpegods, ekstruderinger og aluminiumspaneler; karosseriet eliminerer stål til fordel for høyfaste aluminiumspaneler og ekstruderinger. Den elastiske bakre underrammen, beskrevet som den første i serien, har som mål å isolere vibrasjoner og strukturstøy uten å straffe håndteringen. Tredje generasjons aktive fjæring reduserer komfort og håndtering til én kontrollligning: absorbere, støtte, senke bilen når det er nødvendig, og gjenvinne energi fra den relative bevegelsen til hjulene og chassis.

Kort sagt, Ferrari Luce flytter fokuset på elektriske sportsbiler fra enkeltstående ytelsestall til kvaliteten på integrasjonen. Kraft, lading, rekkevidde og akselerasjon er fortsatt viktige parametere, men de er ikke nok til å beskrive prosjektet. Den tekniske forskjellen ligger i kombinasjonen av strukturelt batteri, uavhengige motorer, VCU, dreiemomentvektorering, regenerering, adaptiv aerodynamikk, intelligent termisk styring, mekanisk lyd og et haptisk grensesnitt. Det er her elektrifisering blir en plattform og ikke bare en motorerstatning.

ForItalia industrielt bekrefter casestudiet at høytytende elektriske kjøretøy krever tverrfaglige ferdigheter: elektrokjemi, kraftelektronikk, sanntidsprogramvare, materialer, lettvektsproduksjon, aerodynamikk og opplevelsesdesign. Utfordringen er ikke bare å bygge en raskere bil, men å gjøre en veldig stor mengde energi kontrollerbar og repeterbar. I denne forstand, Ferrari Luce er fremfor alt et testområde for neste generasjon elektriske sportsarkitekturer.

Ferrari Luce: design og teknologi for den mest innovative elektriske sportsbilen

Ferrari Luce: en drøm om design, elektrisk kraft og en ny kjøreopplevelse.

Her er tre innsikter som kan interessere deg:

Ferrari Luce, elbilen som vil endre omfanget av innovasjon
XPENG har masseprodusert sin første autonome Robotaxi
Opel går inn i Formel E og relanserer GSE-akronymet