Membro - ZE-Drive

Mobilità elettrica aumentata per gli anni 2020 ZE-Drive si basa sul concetto TEMPO ßeta, che nasce dalla partecipazione al comitato Intelligent Vehicle/Highway System (IVHS) istituito dalla legge statunitense Intermodal Surface Transportation Efficiency Act del 1991. Il concetto ha suscitato l'interesse degli operatori californiani, ma poiché la mobilità elettrica era agli albori TEMPO ßeta era molto in anticipo sui tempi. Da allora la mobilità elettrica e la guida autonoma hanno fatto passi da gigante e hanno conquistato il favore degli automobilisti. Partendo da alcune delle basi poste da TEMPO ßeta, la tecnologia ZE-Drive ha reingegnerizzato il concetto per combinare in modo dirompente quattro innovazioni: - una modalità di guida autonoma semplificata di livello 4 "all weather" a velocità di crociera (130 km/h - 80 mph) che è conveniente e altamente affidabile, grazie a una guida meccanica di riserva: le ruote di sinistra vengono catturate in una traiettoria a cordolo; - una condivisione della corsia di sinistra tra traffico convenzionale e autonomo con un percorso dedicato alla ruota sinistra, situato sulla striscia centrale esistente delle autostrade; - un Road Powered EV per veicoli elettrici o ibridi a bassissima tensione di sicurezza (ELV 120 Volt DC) e media potenza ~30 kW, che (i) risolverà l'ostacolo originario della mobilità elettrica (cioè la limitazione dell'autonomia) e (ii) ridurrà a lungo termine le dimensioni e il peso delle batterie utilizzate nei veicoli completamente elettrici; e - una modalità "Platooning" che aumenta la capacità di traffico senza dover ampliare l'infrastruttura stradale e che comprende un robusto sistema di frenata d'emergenza (~2G) (non influenzato dalle condizioni atmosferiche) e un sistema di frenata inerziale di riserva, come sperimentato nel TEMPO ßeta. La modalità operativa normale senza contatto, non basata sul riconoscimento delle immagini, che è quindi "per tutte le condizioni atmosferiche", insieme a un sistema di guida meccanica di back-up, fornisce un'efficace mitigazione dell'esposizione al rischio di responsabilità del "costruttore", che è uno dei principali ostacoli alla diffusione della guida autonoma di livello 4 per le auto personali. La tecnologia ZE-Drive può aumentare la sicurezza stradale, la pulizia dell'aria e la riduzione del rumore. Può anche aumentare la fluidità delle strade durante le ore di punta e ridurre il peso/il traffico grazie all'alimentazione continua e al platooning. Permette di aumentare la produttività nei viaggi di lavoro e professionali. L'infrastruttura necessaria per l'implementazione della tecnologia ZE-Drive è minimalista e si concentra sulla striscia centrale di separazione delle autostrade, costituita da un muro di Jersey e da cunette a scanalatura, e non interferisce con le corsie di traffico convenzionali. Una rotaia in acciaio da 24 kg/m (in arancione) è ancorata ai canali di scolo. Le sezioni di rampa in pendenza (in alto a strisce giallo-nere) collegano la pavimentazione alla superficie superiore della rotaia, mentre la "terza rotaia" (in alto in verde) fornisce l'alimentazione ELV a 120 Volt in corrente continua. Le vetture in modalità ZE-Drive viaggiano a cavallo della linea bianca di sinistra (come illustrato in basso) con le ruote sinistre che scorrono su un percorso dedicato con cordolo delimitato internamente dalla rotaia in acciaio. Davanti alla ruota anteriore sinistra, un dispositivo multisensore rileva continuamente la distanza laterale del veicolo dal Jersey Wall e, in modalità ZE-Drive, governa autonomamente la vettura in tutte le condizioni atmosferiche, per mantenere le ruote sinistre al centro del binario curvo in modo privo di contatto. La rotaia fornisce anche il ritorno a terra elettrico (simile a una ferrovia elettrica) dell'alimentazione ELV sicura, catturata da un cursore retrattile (in verde sopra e sotto) situato nella parte inferiore della porta del conducente. All'interno dei semiassi delle due ruote di sinistra sono attaccati due rulli retrattili (in rosso sopra) per assumere il carico delle ruote di sinistra quando attraversano lateralmente la rotaia. I rulli si appoggiano temporaneamente alla rotaia e fanno atterrare (o estrarre) senza problemi le ruote dal binario dedicato. Come opzione, le sospensioni, sul lato sinistro, potrebbero essere di altezza variabile per consentire di attenuare il rollio della carrozzeria indotto dall'attraversamento del binario. Dietro la ruota posteriore sinistra, una pinza dei freni oscillante (in marrone sopra) attaccata alla carrozzeria dell'auto permette di afferrare la rotaia d'acciaio per esercitare una forte decelerazione (~2G) indipendentemente dalle limitazioni di aderenza pneumatico/strada dovute alle condizioni atmosferiche (pioggia, neve, ghiaccio...). Come nota a margine, mentre la distanza di sicurezza richiesta è di 72 m (240 piedi) per una velocità di 130 km/h (2 secondi di corsa dell'auto), la capacità di frenata d'emergenza di 2 G consente un arresto in 33 m (110 piedi), acquistando tempo sufficiente per l'analisi computerizzata della situazione per evitare false frenate d'emergenza. Con questo sistema di frenata d'emergenza si possono formare gruppi da 2 a 8 auto "paraurti contro paraurti" (riferimento: dimostrazione del 1997 sulla HOV-Lane tra Los Angeles e San Diego) raddoppiando e persino quadruplicando, a lungo termine, la capacità di una corsia stradale. Un sistema di sequenza automatica (simile al "park-assist") assisterà il conducente nell'ingresso e nell'uscita laterale dalla pista ZE-Drive a velocità di crociera. Tutte le tecnologie che compongono il sistema ZE-Drive, sia nelle infrastrutture che nelle automobili, sono mature e possono fornire ora una guida autonoma di livello 4 affidabile ed economicamente vantaggiosa. In termini di efficienza energetica complessiva (cioè tenendo conto non solo dell'energia utilizzata per guidare l'auto, ma anche dell'estrazione e della trasformazione delle materie prime per la fabbricazione dell'auto e la produzione del pacco batterie), la tecnologia ZE-Drive consente di ridurre sostanzialmente la capacità e di conseguenza il peso del pacco batterie. Questo limita ulteriormente la quantità di CO2 generata dalla produzione e dal trasporto da parte dell'auto del peso extra della batteria, che non è più necessario. Il peso a vuoto di una Renault ZOE potrebbe essere ridotto di 300 kg e quello di una Tesla S di 540 kg, se si tiene conto della riduzione dei pesi della struttura e dei componenti. La comparsa di una flotta di veicoli elettrici a peso ridotto "ZE-Drive Ready" a metà del 2020 consentirà di progettare infrastrutture stradali dedicate e leggere (cioè non accessibili ad autocarri medi o pesanti) in grado di avere grandi luci per i cavalcavia aeriani. ZE-Drive non consentirà inoltre di ridurre le dimensioni delle strade dedicate sotterranee. La Fase 1 del progetto industriale congiunto ZE-Drive mira a dimostrare la capacità di ingresso/uscita laterale della tecnologia presso un centro di ricerca sui trasporti. La Fase 2 svilupperà la capacità di platooning e l'alimentazione dinamica a 120 Volt DC, mentre la Fase 3 comporterà un'installazione pilota su strada per raccogliere dati di utilizzo e mostrare la tecnologia agli utenti e agli operatori del settore. Dal JIP dovrebbe emergere uno standard internazionale consensuale per i binari curvi ZE-Drive.