Innovazione

Auto del futuro, l'evoluzione dell'acustica nel centro di ricerca Renault

Il Centro di test e collaudo di Aubevoye, nel nord della Francia, rappresenta il fiore all'occhiello dell'intero reparto di Ricerca & Sviluppo del Gruppo Renault

di Federico Cociancich

5' di lettura

Nel cuore della Normandia, a un paio d'ore di macchina da Parigi, si trova uno dei più grandi e avveniristici centri di ricerca automobilistici di tutta Europa: ad accesso rigorosamente limitato, si stende su 620 ettari e mette a disposizione, tra l'altro, 60 km di piste di collaudo, 44 banchi di prova, due gallerie del vento, 18 camere per prove di corrosione e sei camere anecoiche e semi-anecoiche, che abbiamo avuto l'opportunità di visitare. Qui il Gruppo Renault testa e certifica la compatibilità elettromagnetica delle proprie vetture elettriche e ne disegna l'acustica del futuro. L'alimentazione elettrica porta infatti con sé una sorta di paradosso acustico: fino a oggi le Case automobilistiche hanno cercato di ridurre al minimo il rumore dato dal motore termico, mentre oggi si attivano suoni artificiali per avvisare i pedoni dell'avvicinarsi dell'auto e per cercare di offrire ai clienti una “esperienza sonora distintiva” che li accompagni durante i propri viaggi.

Gli studi sul suono

I test su rumorosità e vibrazioni rappresentano un campo di primaria importanza per la Ricerca & Sviluppo Renault. Lavorare sull'acustica dei veicoli è fondamentale non solo per offrire il massimo comfort acustico e migliorare la qualità percepita dagli utenti, ma anche per garantire che tutti i veicoli siano conformi alle normative internazionali.

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Centro di Ricerca & Sviluppo Renault

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Così come gli altri costruttori automobilistici, anche Renault deve rispettare le nuove normative pensate per la sicurezza di conducente e pedoni: ad esempio, tutti i nuovi veicoli elettrici devono essere dotati del Vehicle Sound for Pedestrians (VSP), ovvero suoni di avvertimento emessi quando circolano a meno di 30 km/h. Questo offre alle Case la possibilità di creare vere e proprie “firme sonore” che siano strettamente associate al brand e ai singoli veicoli.

Sulle piste esterne di prova, nel laboratorio di riproduzione acustica e nella camera semi-anecoica, gli esperti Renault realizzano una vera e propria architettura sonora che si concretizza in sonorità che possono essere aggiunte all'interno o all'esterno dei veicoli. Ad esempio, Mégane E-Tech Electric vanta una nuova sequenza di benvenuto per il conducente, nuovi effetti legati ai singoli eventi all'interno dell'abitacolo e vari suoni di avvertimento per i pedoni: dinamici, rilassanti e persino futuristici. Può sembrare un aspetto banale ma basta pensare al suono di avvio del nostro PC, e a quanto sia diventato riconoscibile, per capire il senso di questi studi.

L'aspetto più interessante e curioso è legato alle potenzialità future e alla personalizzazione: l'interfaccia uomo-macchina (HMI) basata sul suono completa, con una dimensione acustica, i sistemi interattivi già esistenti utilizzati tra il conducente e il veicolo. Immaginate, ad esempio, che ogni suono richiami quelli della saga di Star Wars, da quello delle spade laser, utilizzato per l'interazione con il sistema di infotainment, a quello che richiama lo sfrecciare delle navicelle interstellari mentre si accelera; oppure sognate di ritrovarvi acusticamente all'interno di un'esperienza “new age” fatta di suoni minimalisti che richiamano l'estremo oriente.

Per lo studio dell'acustica viene utilizzata una grandissima stanza semi-anecoica che permette di “ascoltare” i suoni con la massima fedeltà possibile senza le interferenze e rifrazioni che si otterrebbero in un laboratorio normale (ad eccezione di quelle provenienti dal pavimento che comunque sono molto simili a quelle dell'asfalto). Grazie al materiale fonoassorbente che ricopre interamente le pareti, quando si entra si ha la sensazione di trovarsi in un paesaggio innevato, con i suoni estremamente attutiti. Più di 120 sensori e microfoni percepiscono i rumori e i suoni nei diversi punti della vettura e all'esterno, così da garantire, ad esempio, il miglior ascolto di una conversazione telefonica in vivavoce al guidatore, mentre gli altri occupanti ascoltano la musica.

Gli studi sulle interferenze elettromagnetiche

Le onde elettromagnetiche non sono percepibili dall'essere umano ma questo tipo di studi rivestono un'importanza ancora maggiore rispetto a quelli sui suoni: oggi le auto sono sempre più connesse, e si sono trasformate in una sorta di smartphone su ruote. I veicoli dotati di radio, GPS, sensori e dispositivi di assistenza alla guida avanzati (ADAS) sono integrati in un sistema elettromagnetico, inviando e ricevendo frequenze in continuazione, in ogni circostanza. Queste emissioni non devono compromettere le prestazioni degli equipaggiamenti elettronici né mettere in pericolo le persone all'interno o all'esterno del veicolo.

Impedire che la vicinanza e la ricarica di una macchina elettrica influiscano sui dispositivi esistenti non significa solo evitare che la TV di casa visualizzi correttamente i propri canali o che il microonde mantenga i corretti tempi di cottura anche quando si ha l'auto in ricarica nel box, ma bisogna garantire che non ci sia alcuna interferenza nei pressi di zone ad alta attività radio come quelle militari, nei pressi degli aeroporti, ai distributori automatici etc.

Al contempo è fondamentale evitare che i dispositivi esterni influiscano sulle macchine elettriche, anche in questo caso non solo per non perdere la frequenza della propria radio preferita, ma per evitare, ad esempio, che l'impostazione del Cruise Control si modifichi passando sotto a un traliccio dell'alta tensione o magari gli altri sistemi di assistenza alla guida possano avere problemi quando si supera una macchina dello stesso modello.

Il laboratorio elettromagnetico è sempre più impegnato per rispondere a questa crescente necessità, ed effettua oltre 1.000 sessioni di test all'anno. Tre importanti criteri devono quindi essere verificati nell'ambito del processo di test: il veicolo deve essere immune da qualsiasi attività elettromagnetica al suo interno o al suo esterno; non deve disturbare il proprio ambiente elettromagnetico e deve avere una ricezione radio ottimale. Questi test avvengono in tre distinte camere anecoiche che sono anche delle gabbie di Faraday: involucri metallici progettati per cancellare la riflessione delle onde e isolare la camera dall'ecosistema esterno, impedendo ai segnali elettromagnetici di entrare e uscire.

Camera di compatibilità elettromagnetica – Questa camera semi-anecoica contiene diversi tipi di antenne in grado di lavorare su diverse frequenze.

Camera dei disturbi radio – Qui i team di ricerca studiano le onde emesse dal veicolo e verificano che non interferiscano con la ricezione radio o altre funzioni del veicolo stesso.

Camera delle radiofrequenze – È l'unica camera completamente anecoica dell'unità ed entrarvi è estremamente suggestivo: la camera è lunga 18 metri, larga 16 e alta 11, e le pareti e i pavimenti sono ricoperte da 3.000 cunei alti 1,5 metri che riducono al minimo la riflessione delle onde. Il veicolo da testare viene posto al centro di un arco dotato di decine di antenne trasmittenti e viene sottoposto a un intenso flusso di onde. Questo consente di mappare con precisione la ricezione delle onde da parte del veicolo da ogni possibile posizione e di assicurarsi che sia sempre ottimale.

Test a prova di futuro

Nel giro di 15 anni il numero di componenti di sistemi elettrici ed elettronici è quadruplicato, passando da 20 a 80 unità. Oggi mediamente un veicolo contiene oltre 2 chilometri di cablaggi. I laboratori di Aubevoye non lavorano solo per garantire la perfetta rispondenza alle normative dei nuovi equipaggiamenti, ma cercano di prevedere quali verranno introdotti nei prossimi anni. Per questo, oltre allo studio dei segnali elettromagnetici utilizzati oggi (Gps, radio, radar, segnali 3, 4 e 5G, etc) eseguono test anche al di fuori dello spettro di frequenze attualmente utilizzate.

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