I segreti del motore della Kawasaki Ninja 7 Hybrid

Tre facce in una sola moto

La sinergia che si crea abbinando un motore endotermico con uno elettrico ha due notevoli punti di interesse tecnico. Il primo è l’incrocio delle curve di coppia: l’endotermico, in particolare oggi per via delle Euro5, è più debole in basso, proprio dove l’elettrico mostra la sua forza avendo il massimo già a 0 giri/min (appena l’albero motore compie una minima rotazione); il secondo è il superamento del limite dell’attuale elettrico, dovuto all’autonomia. Insieme formano quindi un connubio perfetto, aprendo una strada che si mostra decisamente interessante.

Pensiamo a ciò che offre la Ninja 7 Hybrid. Sono tre facce in una sola moto: ha un brillante motore endotermico con in più uno spunto molto interessante per divertirsi nella guida sportiva e anche viaggiare senza problemi; un consumo di carburante decisamente basso e una conduzione brillante in città; la possibilità di guidare 100% elettrico, oggi molto utile per accedere a zone interdette ai mezzi endotermici. Sulla Ninja 7 Hybrid un sistema così complesso ha imposto alcuni limiti: il motore endotermico è un 450 cc; il peso in ordine di marcia è di 227 kg (per una moto che, a prestazioni con i due motori combinati, è paragonabile a una 650); e, infine, le dimensioni non sono contenute. Ma il concetto tecnico non è da disprezzare: l’applicazione estrema, il sistema ERS applicato alle Formula 1, permette di limitare i consumi e offrire maggiore potenza. Il punto è che sulle moto lo spazio è limitato.

Gli ibridi non sono tutti uguali

Come spesso succede nel mondo moto, anche nel caso dell’ibrido è stata ripresa un’idea che arriva dalle auto. Già ampiamente sperimentata e collaudata nel mondo delle quattro ruote, l’ibrido non solo si è sviluppato e affinato, ma anche moltiplicato e diversificato. Vediamo quali sono le varie tipologie oggi disponibili, che si differenziano per la gestione dei motori e delle batterie.

Il mild-hybrid si definisce a bassa elettrificazione, con un piccolo motore elettrico che funge da alternatore e starter collegato meccanicamente al motore endotermico. In rilascio recupera parte dell’energia che viene immagazzinata in una piccola batteria dedicata, in seguito utilizzata per aiutare il motore endotermico nelle fasi in cui inquina di più (partenza e ripresa). Non permette di viaggiare in modalità puramente elettrica. Nota interessante: non è una tecnologia per auto di bassa categoria, la troviamo anche sulla Audi RS6 da 600 CV. È un sistema “chiuso”, che non riceve ricariche di energia elettrica dall’esterno: non c’è una presa per attaccarsi a colonnine o prese di corrente.

Le full-hybrid affiancano all’endotermico uno o più motori elettrici, offrendo notevoli vantaggi nella riduzione dei consumi e delle emissioni nell’ambito urbano (non in autostrada). Assicurano un ottimo spunto nelle partenze e consentono di percorrere brevi tratti in modalità completamente elettrica; per contro le batterie salgono di peso e di costo. Questo sistema viene definito full-hybrid proprio per differenziarlo dagli altri e venne utilizzato da Toyota già nel 1997, per la prima Prius, dotata di un complesso sistema di integrazione tra trasmissione, motore elettrico e motore termico. Anche questo è un sistema chiuso.

Altri tipi di ibrido

Le plug-in si possono considerare delle full-hybrid dotate di motori elettrici più potenti e batterie di maggior capacità, che permettono di percorrere distanze più elevate in modalità elettrica, anche fino a 100 km. Proprio per alimentare batterie dalla grande capacità – e qui sta la differenza sostanziale – le plug in hanno la presa per effettuare la ricarica allacciandosi alla rete elettrica. Alcuni modelli dispongono della funzione di ricarica con il motore endotermico che, usata nei lunghi trasferimenti, una volta raggiunta la città, permette di circolare in modalità elettrica (emissioni zero).

L‘e-Power è un sistema ibrido dove il motore protagonista è l’elettrico, al quale si affianca un motore termico che svolge la funzione di ricarica, attivandosi quando la batteria scende sotto una soglia prestabilita, risolvendo così il problema dell’autonomia tipico delle auto elettriche. Possiamo quindi dire che la nostra Kawasaki Ninja 7 Hybrid è una full-hybrid, un’ibrida pura, con tutte le caratteristiche delle auto di questa categoria, scalate nel piccolo ambito che offre una moto.

Un salto straordinario

La Ninja 7 Hybrid è equipaggiata con un bicilindrico di 450 cc dalle ottime prestazioni, erogante 59 CV a 10.500 giri/min e con un motore elettrico montato dietro ai cilindri, con potenza continua di 9,5 CV (12 CV di picco) e con le note doti di coppia degli elettrici, con 23,9 Nm a 2.800 giri/min. È alimentato da un pacco batterie agli ioni di litio del peso di 13 kg, con tensione nominale di 48 V (il valore tecnico è di 50,4 V), erogante 27,2 Ah, quindi con capacità di 1,4 kWh. Si tratta di un’unità molto vicina a una delle due installate sulle Ninja e-1 e Z e-1, i modelli 100% elettrici. La ricarica avviene durante la marcia quando il motore elettrico, lavorando in rilascio, funge da alternatore generando corrente. Il limite di questo sistema è che non permette di offrire un motore elettrico dalle prestazioni più elevate, poiché comporterebbe una batteria molto più importante (grossa e pesante), ma così si è centrato il giusto compromesso che offre l’attuale tecnologia, tra aiuto all’endotermico, pesi, costi e ingombri.

Per gestire il sistema ci sono l’inverter ISG (Integrated Starter Generator), che converte la corrente alternata generata dal motore elettrico in corrente continua per caricare la batteria e un convertitore che trasforma i 48 V del pacco batteria nei 12 V richiesti dall’elettronica della moto; per risparmiare spazio le due unità sono unificate. Con l’elettrico gestito nella funzione e-boost (disponibile nella modalità Sport-Hybrid) i due motori a pieno regime erogano 69 CV, 10 CV in più del solo endotermico. Un guadagno da poco, può sembrare, ma non è così, non si deve guardare quel numero ma quello della coppia, che con l’e-boost compie un balzo da 43,6 Nm a 7.500 giri/min a ben 60,4 Nm a soli 2.800 giri/min. Questo è l’effetto straordinario.

Kawasaki dichiara che, nella modalità Sport-Hybrid, con l’ausilio dell’e-boost la Ninja 7 Hybrid accelera, da ferma, come la potentissima ZX-10R. Possibile? In Kawasaki sostengono di avere effettuato una prova-confronto tra l’ibrida e la Ninja ZX-10R: la piccola si avvantaggerebbe subito allo spunto e viaggerebbe in parallelo con la maxi fino ai 100 m, più o meno; poi la ZX-10R inevitabilmente allungherebbe. Conoscendo le elettriche e il loro eccezionale spunto da zero, è una situazione verosimile. L’intervento del motore elettrico si avverte quindi molto bene in queste fasi di partenza e accelerazione a bassa velocità, ma anche nei sorpassi dice la sua, quando cioè entra in gioco una richiesta di coppia. Un ulteriore importante effetto dell’elettrico si ha nella modalità Eco-Hybrid, dove nelle soste l’endotermico si spegne automaticamente. Si parte quindi con il solo motore elettrico, al quale si affianca l’endotermico quando si arriva a 2.000 giri/min, passando dalla motorizzazione EV, pura elettrica, alla HEV, ibrida, con l’elettrico che affianca l’endotermico in tutte le fasi della guida. Kawasaki dichiara che in questa modalità la sinergia dei due motori, gestita dal sofisticato controllo elettronico, nei cicli di controllo della guida urbana la Ninja 7 Hybrid mostrerebbe un consumo addirittura inferiore a quello della Ninja 250R. Infine c’è la modalità EV, pura elettrica. È a bassa velocità, al massimo si arriva a 60 km/h e per brevi distanze, fino a 10 chilometri. In questo caso l’endotermico non è attivo ed è quindi scollegato dal cambio, che però è usato dall’elettrico (fino alla quarta marcia). Il sistema di gestione della meccanica non è chiaro nel dettaglio, poiché Kawasaki al momento non rilascia i disegni tecnici del sistema: per ora la tecnologia è top secret.