AutomotiveSostenibilità

Le batterie stampate in 3D di Sakuu alimenteranno la supercar Fulminea

Intervista a Gianfranco Pizzuto, lo sviluppatore della supercar elettrica da 2 milioni di dollari di Automobili Estrema che utilizza le batterie a stato solido stampate in 3D di Sakuu

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Come già pubblicato nell’eBook AM Sustainably di 3dpbm, all’inizio di quest’anno, il Fondatore e Amministratore Delegato di Automobili Estrema, Gianfranco Pizzuto, lavora nel settore manifatturiero dal 1983. Nel 1989, ha co-fondato il Gruppo FAE, leader nella produzione di macchinari per l’agricoltura, la silvicoltura e l’edilizia. Nel 2007, ha iniziato la sua avventura nel settore dei veicoli elettrici come primo investitore di Fisker Automotive e primo distributore europeo. Karma di Fisker Automotive, un veicolo elettrico ibrido plug-in di lusso, è stato uno dei primi progetti in assoluto a credere nella propulsione elettrica. Quindici anni dopo, il mercato è maturo per un progetto completamente nuovo. Nata concettualmente durante la pandemia di COVID, la Fulminea di Automobili Estrema è un’hypercar elettrica da 2 milioni di dollari dotata di tecnologia all’avanguardia, tra cuiLe batterie a stato solido stampate in 3D di Sakuu

Fulminea, il nome dell’auto fa esplicito riferimento al fulmine, come quello che porta con orgoglio i colori della bandiera italiana incastonati nel logo Estrema. Il fulmine è anche un simbolo per l’energia elettrica e l’alta tensione, che rappresenta gli sforzi del team per fornire la supercar elettrica più potente e leggera (1.500 kg, 3.307 libbre). La stampa 3D sta svolgendo un ruolo nel suo sviluppo e potrebbe anche svolgere un ruolo nella produzione di alcune parti funzionali. Ma il vero game changer potrebbe arrivare dalla partnership con Sakuu, che mira a integrare le batterie a stato solido Swift Print dell’azienda e ridurre ulteriormente il peso del veicolo ottimizzando lo spazio.

Stampa 3D per la sostenibilità finanziaria

“In qualità di pionieri dei veicoli elettrici, siamo sempre stati molto attenti alle preoccupazioni ambientali e per questo utilizziamo sempre materiali di origine vegetale in tutte le nostre attività di stampa 3D, sia per i fotopolimeri che per i termoplastici”, ha dichiarato Pizzuto a 3dpbm. “Questi materiali non possono essere utilizzati su parti finali per tutte le questioni relative alla durabilità e alle approvazioni normative, ma li utilizziamo su tutti i modelli concettuali e prototipi che non devono essere sottoposti a test funzionali e sopportare stress strutturali. Per tutto il resto utilizziamo molti materiali a base di fibra di carbonio”.

Un elemento che Pizzuto evidenzia è che questo progetto è attualmente una tantum che non può sfruttare parti sviluppate in precedenza. Questo è sia un bene, in termini di libertà creativa, sia una sfida in termini di sostenibilità economica del progetto. “Quando creiamo i nostri prototipi utilizziamo tutto ciò che possiamo trovare sullo scaffale e ricorriamo alla stampa 3D solo per parti che non sono disponibili altrove”, ha spiegato Pizzuto. “Ad esempio, se riusciamo a ottenere aste di spinta standard, non svilupperemo le nostre. Lo stesso vale per i cerchi, dove i cerchi in magnesio di OZ si adattano perfettamente a ciò che stiamo cercando di ottenere”.

D’altra parte, il fatto che il progetto Fulminea sia iniziato su un foglio bianco lascia molta libertà ai suoi ideatori. “L’idea mi è venuta durante il blocco del COVID, quando avevamo tutti troppo tempo a disposizione”, ha spiegato Pizzuto. “Oggi siamo una squadra di 14 persone e la maggior parte di noi lo fa per passione. Anche se siamo un team internazionale, condividiamo tutti la passione per la mobilità elettrica e il DNA del design italiano, il che è positivo perché l’Italia è rimasta indietro nell’adozione dei veicoli elettrici e vogliamo contribuire a trasmettere che i veicoli elettrici non sono solo migliori per il ambiente ma anche superiore in termini di prestazioni.”

Un concetto solido

Il team Fulminea, nato come “Team Hypercar”, ha completato gli esterni, gli interni e il power train. Stanno finalizzando il primo prototipo funzionale e la capacità di integrare batterie stampate in 3D potrebbe aiutare il team a spingere ulteriormente le loro idee innovative.

La tecnologia di stampa Kavian sviluppata da Sakuu Corporation, una startup californiana che ha recentemente raccolto 62 milioni di dollari per la sua visione di creare fabbriche automatizzate per batterie per la stampa 3D, promette di cambiare radicalmente l’intero settore delle batterie con le sue celle per batterie a stato solido Swift Print, che potrebbero fornire prestazioni, sicurezza e personalizzazione superiori per veicoli elettrici e applicazioni di accumulo di energia per il mercato di massa.

Per capire come Fulminea trarrà vantaggio dalla tecnologia di Sakuu, è anche importante capire come funzionano oggi le batterie dei veicoli elettrici. “Le batterie rappresentano una grande sfida, ma il fatto che stiamo lavorando su una hypercar da 2 milioni di dollari ci consente di esplorare tutte le opzioni. Nel mondo dei veicoli elettrici, la batteria ti dà energia (per l’autonomia) e potenza (per le prestazioni)”, ha spiegato Pizzuto. “Quindi una batteria più potente garantisce prestazioni migliori proprio come un motore termico può avere 4, 8 o 12 cilindri. Oggi i tre formati principali sono cilindrici, prismatici ea sacchetto. Tesla, ad esempio, utilizza batterie cilindriche, che sono imballate all’interno dei moduli che compongono il pacco batteria.

Ora, se hai una batteria con una capacità energetica di 100 kWh e hai bisogno di assorbire fino a 1,5 MW complessivi su 4 motori elettrici – come sulla Fulminea – devi generare 15 C in termini di capacità di potenza per il pochi secondi necessari durante l’accelerazione. Ciò equivale a circa 2000 CV e ne hai bisogno solo per un periodo di tempo molto breve. “Per raggiungere questi limiti nella batteria a stato solido, ciò di cui abbiamo bisogno è un supercondensatore che ci permetta di gestire enormi quantità di energia per brevissime raffiche. Successivamente, l’energia viene gestita dalla batteria principale per le esigenze di velocità di crociera”, ha spiegato Pizzuto.

“Questo tipo di tecnologia, che è molto simile al KERS in Formula 1, è molto costoso e può costare oltre $ 300.000, che da solo è il costo di una supercar”, ha continuato. “È anche una tecnologia che sarà sempre più adottata in quanto consente di ridurre drasticamente le dimensioni del pacco batteria e aumentare la durata della batteria assorbendo la maggior parte delle sollecitazioni di picco. Ciò significa che una batteria principale può durare oltre 500.000 Km, o fino a 5.000 cicli di ricarica, e questo è molto importante anche dal punto di vista ambientale”.

Utilizzando batterie a stato solido, questi vantaggi sono ulteriormente aumentati poiché le batterie sono costruite utilizzando meno materiale, durano più a lungo e possono essere completamente riciclate. Inoltre, eliminano l’elettrolita liquido, che proviene principalmente da fonti fossili. Il vantaggio aggiuntivo della tecnologia di Sakuu è che stamperanno in 3D le loro batterie nella forma desiderata.

Le stampanti Kavian di Sakuu implementano una tecnologia ibrida che combina l’estrusione di materiale e il getto di materiale per produrre la batteria con tutti i diversi componenti chimici in un’unica operazione. Nel caso di Fulminea, la batteria si trova dietro i sedili e deve essere installata da sotto il veicolo. Quando si utilizzano i pacchi batteria tradizionali, molti spazi rimangono vuoti. Ciò rende Fulminea il miglior “laboratorio su ruote” possibile per il futuro delle batterie a stato solido stampate in 3D e anche un candidato ideale per dimostrare le capacità dell’approccio tecnologico di Sakuu.

Creare il progetto Fulminea da zero ha dato a Pizzuto e al suo team la libertà di esplorare tutte le opzioni, ma significa anche che devono stare molto attenti alla sostenibilità economica di questo progetto. Avendo appreso dalla precedente esperienza di Fisker Automotive, Pizzuto non intende cedere il controllo a investitori esterni, quindi il finanziamento del progetto proviene principalmente dai preordini. “Il primo, da un cliente in Svizzera, è appena arrivato”, ci ha detto Pizzuto, “Ci rendiamo conto che questa tecnologia è destinata a persone con un patrimonio netto elevato, ma sono loro che devono guidare l’innovazione in modo che alla fine possa giovare a tutti”.

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