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Lamborghini Terzo Millennio : carbon concept automobile électro-tech R&D by MIT


En ce mois de novembre 2017, Lamborghini dévoile un nouveau concept-car réalisé avec le célèbre MIT (Massachusetts Institute of Technology). L’institut de recherche américain spécialisé dans les domaines de la science et de la technologie a donc bossé avec Automobili Lamborghini. La Terzo Millennio redéfinit les codes autant stylistique que électro-technologique des voitures de sport du futur. Lamborghini est parti d’une feuille blanche et a demandé à ses designers d’imaginer la voiture de sport du troisième millénaire. La Lamborghini Terzo Millennio répond à cinq défis majeurs : le stockage d’énergie, le design, l’émotion au volant, les systèmes de propulsion et l’utilisation de matériaux innovants.


Lamborghini Terzo Millennio


The Italian supercar company has partnered with some very smart folks at MIT, and the result is an all-new, wildly innovative concept car, called Terzo Millennio. Italian for « Third Millennium, » the electrically propelled machine would seem to point the way forward for Lamborghini design and engineering. In fact, chairman and CEO of Lamborghini, Stefano Domenicali, called the collaboration, « an important page in the future of the super sports car for the third millennium. »

The automaker has partnered with MIT for the development of advanced energy storage systems, as well as to push the envelope in terms of material science. Specifically, Professor Mircea Dinca from MIT’s Department of Chemistry and Professor Anastasios John Hart from the Department of Mechanical Engineering have lead the charge, along with Lamborghini’s R&D pros.



Pionnière et innovante par tradition, Automobili Lamborghini se tourne vers l’avenir avec une approche visionnaire, apportant les valeurs de son propre ADN à l’extrême. Pour planifier son parcours dans la super voiture de sport électrique, Lamborghini définit les exigences du troisième millénaire en termes de stockage d’énergie et de matériaux innovants pour garantir la plus émotionnelle et ultime expérience de conduite. Lamborghini Terzo Millennio se développe à travers 4 piliers : Energie, Innovation dans les matériaux, Architecture de la Propulsion et du Véhicule, Son & Emotion.

Moteur Lamborghini Terzo Millennio

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - top zoom

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – top zoom

Chaque roue a son propre moteur intégré, mais au lieu de tirer son énergie des batteries conventionnelles au lithium-ion, Lamborghini voit la supercar électrique du futur en utilisant des supercondensateurs plus légers. Finalement, la marque italienne espère avoir la capacité de fournir énormément d’énergie, mais aussi d’intégrer le freinage régénératif de façon à permettre aux supercondensateurs de continuer à alimenter les moteurs même lorsqu’ils sont rechargés.


supercondensateur ?

Un supercondensateur est un condensateur de technique particulière permettant d’obtenir une densité de puissance et une densité d’énergie intermédiaire entre les batteries et les condensateurs électrolytiques classiques.

Composés de plusieurs cellules montées en série-parallèle, ils permettent une tension et un courant de sortie élevés (densité de puissance de l’ordre de plusieurs kW/kg) et stockent une quantité d’énergie intermédiaire entre les deux modes de stockage cités ci-dessus, et peuvent la restituer plus rapidement qu’une batterie. Ils sont donc souvent utilisés comme élément de stockage d’appoint d’énergie.

Un supercondensateur est principalement constitué de collecteurs de courant (généralement en aluminium), d’électrodes (une anode et une cathode) généralement en charbon actif imprégnées d’un électrolyte organique ou aqueux, et d’un séparateur qui isole les deux électrodes l’une de l’autre.

Les applications incluent la voiture électrique (comme tampon d’énergie entre le variateur de vitesse et les batteries.

Les supercondensateurs sont de plus en plus utilisés pour récupérer l’énergie du freinage (système KERS). Certaines voitures les utilisent pour alimenter leur système Stop & Start permettant un redémarrage automatique du moteur afin d’économiser du carburant.

Concernant les densités d’énergie, elles sont comprises entre 0,5 et 10 Wh/kg pour les supercondensateurs du commerce.

La recherche s’oriente donc vers l’augmentation de l’énergie spécifique des supercondensateurs. Le MIT (Massachusetts Institute of Technology) a mis au point un supercondensateur atteignant 30 Wh/kg. De même le couplage de la technologie lithium ion avec du charbon actif a permis la mise au point de modèles pouvant aller jusqu’à 20 Wh/kg.

supercapacitor?

A supercapacitor (SC) (also electric double-layer capacitor (EDLC), also called supercap, ultracapacitor or Goldcap) is a high-capacity capacitor with capacitance values much higher than other capacitors (but lower voltage limits) that bridge the gap between electrolytic capacitors and rechargeable batteries. They typically store 10 to 100 times more energy per unit volume or mass than electrolytic capacitors, can accept and deliver charge much faster than batteries, and tolerate many more charge and discharge cycles than rechargeable batteries.

supercapacitor by MIT

New applications for ultracapacitors

New kind of supercapacitor made without carbon

“One of our long-term goals was to make these materials electrically conductive, was thought to be extremely difficult, if not impossible.” But the material did exhibit another needed characteristic for such electrodes, which is that it conducts ions (atoms or molecules that carry a net electric charge) very well.

“All double-layer supercapacitors today are made from carbon. They use carbon nanotubes, graphene, activated carbon, all shapes and forms, but nothing else besides carbon. So this is the first noncarbon, electrical double-layer supercapacitor.”

– Professor Mircea Dincă, MIT chemistry


Lamborghini & MIT

Yes, this would all mean an electric Lamborghini. But again, Lamborghini’s Chief Engineer Maurizio Reggiani accents, that doesn’t mean Lamborghini is going entirely electric, or even hybrid necessarily. He admits the latter is likely, though he swears he won’t compromise on those beloved cylinders. If and when there’s a hybrid Lamborghini, it will still have an engine with a W or a V and double digits in the name. “It will be a big task,” he says, “but we live for this.”

Terzo Millennio conceived together with the two laboratories at the Massachusetts Institute of Technology: the “Dinca Research Lab”, led by Prof. Mircea Dinca, Department of Chemistry and the “Mechanosynthesis Group”, led by Prof. Anastasios John Hart, Department of Mechanical Engineering. The collaboration is substantially financed by Automobili Lamborghini and intended to lead to radical innovation in energy storage systems technology and material science.

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - front wheel

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – front wheel

“Exactly one year ago we have signed an agreement with the MIT-Italy Program at the Massachusetts Institute of Technology which marked the start of a collaboration between two outstanding entities for the creation of a project that intends to write an important page in the future of super sports cars for the third millennium.

Collaborating with MIT for our R&D department is an exceptional opportunity to do what Lamborghini has always been very good at: rewriting the rules on super sports cars. Now we are presenting an exciting and progressive concept car. We are inspired by embracing what is impossible today to craft the realities of tomorrow: Lamborghini must always create the dreams of the next generation.”

– Stefano Domenicali, Chairman and Chief Executive Officer of Automobili Lamborghini


Designing the future: Lamborghini Terzo Millennio


Unveiled at EmTech 2017, in partnership with MIT, the Terzo Millennio concept car is conceived to include groundbreaking energy storage systems, innovative materials, breathtaking propulsion and design.


supercapacitor wheels

The energy storage system goes hand-in hand with performance: each wheel incorporates an integrated electric engine, perpetuating the commitment to four-wheel drive and in the meantime harvesting the opportunities provided by electric motors: high torque, reversibility, and the possibility of moving energy by wire. The Terzo Millennio therefore also embodies the first steps for Lamborghini to go in the direction of creating a “Lamborghini Electric”. Moving the electric motors into the wheels has another positive effect: freedom for designers and aerodynamicists.

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - rear wheel

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – rear wheel

La Lamborghini Terzo Millennio est une voiture de sport 100 % électrique. Contrairement aux véhicules électriques d’aujourd’hui, la Terzo Millennio utilise des supercondensateurs. Ces supercondensateurs permettent de restituer plus rapidement l’énergie électrique aux quatre moteurs électriques. Un moteur sur chaque roue.

L’un des avantages les plus intéressants de chaque groupe motopropulseur électrique est d’alimenter en énergie un système composé de plusieurs machines électriques, juste à travers les fils. Lamborghini veut profiter de cette opportunité pour générer un couple directement dans les roues, laissant la carrosserie du véhicule libre d’être façonnée par les exigences du design et de l’aérodynamique.

Le défi à relever ici est de mettre au point une technologie qui permette d’augmenter la densité de puissance du moteur électrique à l’intérieur de la roue au niveau qu’une super sportive 4RM mérite, tout en gardant le poids des masses non suspendues sous contrôle. Les possibilités en termes de poids, d’aérodynamisme et de design sont si vastes qu’il vaut la peine d’étudier la faisabilité de nouveaux développements.

L’adoption d’un groupe motopropulseur électrique nécessite de définir un son capable de remplacer celui du V12 d’aujourd’hui. Une enquête approfondie est nécessaire afin d’évaluer les possibilités offertes par le nouveau groupe motopropulseur, en cherchant toutes les occasions de générer le son du Terzo Millennio.

Les systèmes électriques génèrent un rendement élevé et offrent plusieurs caractéristiques intéressantes comme la possibilité de récupérer l’énergie cinétique et de fournir d’énormes pics de puissance. Pour tirer le meilleur parti des possibilités offertes par l’électrification, le système d’accumulation doit être orienté vers la puissance et symétrique, afin de permettre des performances élevées et la plus grande récupération d’énergie possible.

Pour exploiter cette opportunité, les batteries d’aujourd’hui ne suffisent pas et un grand bond en avant est nécessaire : Lamborghini a pour objectif de développer un « supercapaciteur » innovant capable de combler l’écart avec les batteries conventionnelles en termes de densité énergétique, tout en préservant une densité de puissance exceptionnelle.


supercarbon


Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - side view

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – side view

La Lamborghini Terzo Millennio a une carrosserie en fibre de carbone, rien d’innovant jusque-là. Mais là, cette carrosserie a deux facultés inédite dans l’industrie automobile.

Cette carrosserie a la capacité de stocker de l’énergie et La structure de la Terzo Millennio peut auto-réparer sa carrosserie, grâce à des microcanaux remplis, capable réparer des micro-fissures.

Lamborghini a pour objectif de réduire le poids et d’augmenter la disponibilité de l’énergie électrique en utilisant des matériaux composites structuraux de stockage d’énergie électrique comme une batterie rechargeable.

L’objectif est d’améliorer la technologie des nanomatériaux, en diffusant les nano-charges dans des panneaux à base de CFK (,Carbon Faserverstärkte Kunststoffe’ / ‘Carbon-Fiber-Reinforced Polymer’) capables de stocker l’énergie électrique et, entre-temps, de former la carrosserie et les structures de la voiture.

Dans le même temps, le projet vise à combiner la technologie de surveillance continue de l’ensemble de la structure fibre de carbone, visible et invisible.

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - front road

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – front road

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - side-face road

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – side-face road

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - rear road

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – rear road


Prof. Mircea Dincă of MIT’s chemistry department, and his laboratory, the Dinca Research Lab, worked on the energy-storage system for the Terzo Millennio. Instead of conventional batteries, the Terzo Millenio uses supercapacitors, which can provide great power and recover and harvest kinetic energy at the same time. On top of that, supercapacitors don’t age as quickly batteries, making them ideal for car use.



The strategy of creating super sports cars with uncompromising performance generates Lamborghini’s motivation to revolutionize the approach to energy storage, moving away from conventional batteries and investigating the potential of supercapacitors to equip the Terzo Millennio.

This is in line with the application of low voltage supercapacitors in the V12 Aventador, which started five years ago. The next logical step is the development of a storage system able to deliver high peak power and regenerate kinetic energy with very limited influence from aging and cycling during the vehicle’s life, and with the ability to symmetrically release and harvest electric power. Thus, the collaboration with Prof. Mircea Dinca is aiming to overcome the limits of today’s technology and close the gap on conventional batteries’ energy density while preserving the high power, symmetrical behavior and the very long lifecycle related to supercapacitor technology.

“The new Lamborghini collaboration allows us to be ambitious and think outside the box in designing new materials that answer energy storage challenges for the demands of an electric sport vehicle. We look forward to teaming up with their engineers and work on this exciting project” – Professor Mircea Dincă, MIT chemistry

Supercapacitors don’t yet have quite the same level energy density as the batteries used in electric cars, though, so that’s where Prof. Dinca comes in. His lab is working towards creating parity between supercapacitors and batteries.

The material science side of the collaboration is headed by Prof. Anastasios John Hart, of the MIT department of engineering.

Prof. Hart and Lamborghini are working on developing a new carbon-fiber bodyshell for the Terzo Millennio that will be able to store electrical energy. These body panels will use electricity-storing carbon nanotubes sandwiched between two laminates of carbon fiber. Basically, think of the Terzo Millennio’s body as being its battery too.

To support this revolution in energy storage systems, materials and their functions have to change, too. Lamborghini aims to further develop its leadership in the design and production of carbon fiber structures and parts, enhancing its ability to develop features and functions that take lightweight materials to the next level.

For this reason, the cooperation with Prof. John Hart will investigate the new manufacturing routes for carbon fiber materials constituting the bodyshell of the Terzo Millennio, which will also act as an accumulator for energy storage and enable the complete body of the car to be used as a storage system.

“we are thrilled to combine our expertise in advanced materials and manufacturing with the vision and support of Automobili Lamborghini, and to realize new concepts that will shape the future of transportation.” – by Prof. Anastasios John Hart, of the MIT department of engineering

Design Lamborghini Terzo Millennio

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - front light

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – front light

The Terzo Millenio is the visionary outcome conceived by the Lamborghini Centro Stile to express future design elements, taking into account the radical changes in technology and anticipating elements of forthcoming Lamborghini design. An example for a very strong statement is the evolution and further development of the Lamborghini typical Y-signature in the front and rear lights.

As a result of the change in technologies the design can be a radical expression of aerodynamic supremacy, based around an entirely new architecture, totally dedicated to perfecting airflow. A highly advanced monocoque based on Lamborghini’s Forged Composite technology can be modelled, containing only the energy accumulation system and driver’s and co-driver’s seats, inspired by race cars.

The Terzo Millennio uses a monocoque built with Lamborghini’s Forged Composite technology, where carbon fibers are chopped, molded and pressed into shape, rather than being woven. This concept rides on a new platform which Lamborghini says is “totally dedicated to perfecting airflow.” It still looks like a Lamborghini, though, since it was designed by the company’s in-house design team.

“The car is super extreme. The car must have a wow factor… otherwise we have failed.”

– Mitja Borkert, Direttore del Centro Stile Lamborghini

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - front side-face / profil avant

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – front side-face / profil avant

Le design visionnaire est l’expression d’une toute nouvelle aérodynamique et architecture. Chaque détail est conçu pour optimiser le flux de l’air. Automobili Lamborghini tente d’aborder le processus d’électrification de manière non conventionnelle, avec un concept car radical dans la gestion de l’énergie, dans le corps, dans l’architecture et dans le design, en accord avec la culture Lamborghini.

Dessinée par le centre de design de Lamborghini, le « Centro Stile », la Lamborghini Terzo Millennio est plus qu’une étude de conception. En collaboration avec le laboratoire de recherche de the Professor Mircea Dinca au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et le groupe de mécanosynthèse du département de génie mécanique, Lamborghini affirme explorer le futur du stockage de l’énergie, des matériaux, de la propulsion et du design.

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - front / avant

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – front / avant

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - front side-face / profil avant

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – front side-face / profil avant

Lamborghini bosse avec le MIT pour trouver comment utiliser les supercondensateurs d’une manière qui capte et libère simultanément de l’énergie, et ils étudient des façons de construire la carrosserie et les composants de la voiture avec des nanotubes de carbone qui peuvent servir (et peut-être un jour remplacer) les batteries lithium-ion qui alimentent les voitures électriques d’aujourd’hui.

Du côté des nanotubes de carbone, Lamborghini espère s’installer sur les matériaux la première année; la deuxième année sera consacrée au stockage et à la libération de l’énergie par la structure et la troisième année sera consacrée à la construction d’une géométrie 3D qui augmentera considérablement la capacité énergétique

La Terzo Millennio est incontestablement une Lamborghini, surtout quand on le regarde de profil.

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - side-face / profil

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – side-face / profil

Le style est « totalement dédié au perfectionnement du flux d’air » et les recherches portent sur de meilleurs façons de produite des structures en carbone, de gagner du poids et de la résistance.

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - rear side-face / profil arrière

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – rear side-face / profil arrière

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - rear / arrière

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – rear / arrière

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - side rear light

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – side rear light

Lamborghini Terzo Millennio - 2017 - rear light

Lamborghini Terzo Millennio – 2017 – rear light


Source et images :
Lamborghini, MIT

Lamborghini Unveils The Future Sports Car At EmTech MIT


Lamborghini #TerzoMillennio MIT


Waiting for the unveiling of the @lamborghini vision for the #supercar of the future in collaboration with MIT!

Une publication partagée par Xianghui Chen (@seanchen565) le

Unveiling of the @lamborghini #terzomillennio at #MIT

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