De N Vision 74 combineert EV-technologie met geavanceerde brandstofceltechnologie en is daarmee het eerste op waterstof rijdende brandstofcel-hybride conceptmodel waarmee Hyundai N het rijplezier in het elektrificatietijdperk naar een hoger plan wil tillen. Hyundai kondigde deze visie op technologie voor het eerst aan in 2015, toen het behalve zijn high performance-label ‘N’ ook de virtuele conceptauto N 2025 Vision Gran Turismo onthulde. 

Slechts zeven jaar later is de geavanceerde technologie, waar de virtuele conceptauto een voorproefje van gaf, nu beschikbaar in een volledig bestuurbare auto. De N Vision 74 is ’s werelds eerste waterstof-hybride sportauto en onderstreept Hyundai's leiderschap op het gebied van duurzame high performance-technologie.

Rijdende laboratoria zijn een ‘speeltuin’ waarin Hyundai N alles kan ontdekken dat nieuwe technologie uit de autosport verbindt met toekomstige N-modellen en waarmee het een brug slaat tussen zijn autosport- en productiemodellen. Deze voertuigen worden uitgebreid getest en hebben tot doel om de hoogwaardige technologieën uit de autosportwereld naar de openbare weg te brengen. 

Aan de basis van de rijdende laboratoria staat Project RM, waarmee Hyundai in 2012 van start ging. RM verwijst naar Racing Midship, een N-prototype met achterwielaandrijving en een midscheeps geplaatste elektromotor.

Sinds de start van Project RM en de daaropvolgende evolutie van de RM-serie, zijn deze modellen uitgebreid getest op de weg om nieuw ontwikkelde technologieën uit te proberen en die verder te verbeteren voor toepassing in toekomstige N-modellen. Voorbeelden van technologieën die werden ontwikkeld in rijdende laboratoria – voordat ze in productieauto’s belandden – zijn onder meer e-LSD (elektronisch aangestuurd differentieel met gelimiteerde slip), 8-traps natte DCT (transmissie met dubbele koppeling) en geavanceerde technologieën zoals het PE-systeem, EV dubbele koppeling en torque vectoring.

Elektrificatie is niet langer slechts een optie voor de auto-industrie, elektrificatie is blijvend, en dat geldt ook voor high performance-auto’s. Om conventionele sportauto’s met een verbrandingsmotor volledig te kunnen vervangen, moeten echter nog wel enkele technische hindernissen worden overwonnen.

Ten eerste voegen batterijen met een grote capaciteit niet alleen veel gewicht toe, ze beperken ook de dynamiek van de auto. Om optimale prestaties te kunnen garanderen zijn krachtige motoren en grote batterijen nodig en dat betekent een extra uitdaging voor de ingenieurs. Ten tweede is een goede en efficiënte koeling noodzakelijk, anders nemen de prestaties snel af en is langdurig rijden op het circuit onmogelijk. Tot slot duurt het opladen van elektrische voertuigen beduidend langer dan het tanken van auto’s met een verbrandingsmotor. 

Overeenkomstig de filosofie van N werken de ingenieurs van Hyundai continu aan het oplossen van deze problemen, zonder de drie vertrouwde pijlers van Hyundai N uit het oog te verliezen: Corner Rascal, Racetrack Capability en Everyday Sports Car, oftewel strakke, perfect uitgebalanceerde machines die zowel op de openbare weg als op het circuit perfect uit de voeten kunnen.

Hoe de N Vision 74 is ontwikkeld

De ingenieurs van Hyundai begonnen met de ontwikkeling van N Vision 74 om oplossingen te vinden voor de beperkingen waar elektrische sportauto’s tegenaan lopen. Tijdens de ontwikkelingsfase kozen ze ervoor een hybridestructuur te ontwikkelen van batterij-elektrische aandrijving in combinatie met een brandstofcel (FCEV).

Een brandstofcel zet waterstof en zuurstof om in elektriciteit, warmte en water. Wanneer de in tanks opgeslagen waterstof de brandstofcelstack binnenkomt, wordt de waterstof opgesplitst in protonen en elektronen. De elektronen stromen vervolgens via een elektrisch circuit naar de kathode: dit is de elektrische stroom die gebruikt wordt om de elektromotor mee aan te drijven. De protonen reageren met de zuurstofmoleculen uit de lucht waardoor warmte en water ontstaan. 

Net als batterij-elektrische voertuigen (BEV’s) bieden waterstof-elektrische voertuigen (FCEV’s) tal van voordelen. Er komen geen vervuilende stoffen vrij, alleen zuiver water. FCEV’s verbeteren zelfs de luchtkwaliteit, want voor een optimale werking van de brandstofcel moet de binnenkomende lucht zo schoon mogelijk zijn. Een superluchtfilter zorgt ervoor dat 99,9 procent van de deeltjes wordt gezuiverd. De gezuiverde lucht die niet naar de brandstofcel stroomt, verlaat de FCEV schoner dan het de auto was binnengekomen.

Bovendien hebben brandstofcellen een hoge efficiency: ze bieden een efficiency van 50-60 procent wanneer alleen elektriciteit wordt geproduceerd en 80-90 procent wanneer de uitgestoten warmte wordt hergebruikt. Daarnaast hebben FCEV’s een grotere actieradius dan BEV’s en neemt het tanken van waterstof minder tijd in beslag dan het laden van elektriciteit.

Hoewel de N Vision 74 wordt aangedreven door een waterstof-elektrische hybride-aandrijflijn, heeft de conceptauto een systeemconfiguratie die verschilt van een doorsnee auto met brandstofcel of een elektrisch voertuig met alleen batterijen. In tegenstelling tot bestaande FCEV’s die gebruikmaken van geïntegreerde brandstofcelstacks die elektriciteit rechtstreeks aan de elektromotoren leveren, introduceert N Vision 74 een extra stap met zijn batterij met hoge capaciteit. Dit helpt de piekbelasting van de batterijen te verbeteren en ze binnen het optimale temperatuurbereik te houden voor een consistente levering van stroom. 

De hybridestructuur van batterij-elektrische aandrijving in combinatie met een brandstofcel (FCEV) kan flexibel worden gebruikt, afhankelijk van verschillende rijomstandigheden. De ingenieurs van Hyundai kozen voor deze gedurfde nieuwe aanpak omdat ze geloven in de voordelen van beide technologieën in verschillende toepassingen.

Architectuur van de N Vision 74

Als het eerste op waterstof rijdende brandstofcel-hybride conceptmodel waarmee Hyundai N het rijplezier in het elektrificatietijdperk onderzoekt, is de aandrijflijn van de N Vision 74 ontworpen om een riante actieradius en snel opladen te bieden op het circuit. Ingenieurs ontwikkelden een innovatief besturingssysteem om de twee verschillende krachtbronnen optimaal te laten samenwerken.

De brandstofcelstack is voorin geplaatst, met de batterij net achter de bestuurder om de totale hoogte en het zwaartepunt van de auto te verlagen. Hoewel het extra gewicht niet volledig wordt gecompenseerd door het lagere zwaartepunt, biedt dit wel belangrijke voordelen. Zoals een betere tractie en minder rolbewegingen wat zorgt voor een stabieler rijgedrag, vooral bij hoge snelheden.

Op de achteras zijn twee waterstoftanks van 2,1 kg geplaatst boven twee krachtige elektromotoren – één om elk achterwiel onafhankelijk aan te drijven – die in totaal 500 kW genereren. De speciaal voor de N Vision 74 ontwikkelde besturingssoftware is veel geavanceerder dan die van een normale EV en heeft meer gemeen met de besturingssoftware van Hyundai's waterstoftrucks XCIENT die al twee jaar in Zwitserland in gebruik zijn en binnenkort ook in Duitsland worden ingezet.

De batterij-elektrische aandrijving en de brandstofcel in de N Vision 74 kunnen onafhankelijk van elkaar opereren. Wanneer er geen optimale prestaties worden gevraagd, wordt de auto alleen aangedreven door de brandstofcel. De combinatie van beide krachtbronnen zorgt er juist voor dat de N Vision 74 wel optimaal kan presteren.

De waterstoftanks kunnen in minder dan vijf minuten worden volgetankt en zorgen ervoor dat de batterij wordt opgeladen wanneer de auto in bedrijf is, terwijl het batterij-elektrische energiesysteem ervoor zorgt dat de auto gewoon functioneert. Ook wanneer geen waterstof beschikbaar is.

Koeling en aerodynamica

De combinatie van beide krachtbronnen zorgt er eveneens voor dat de koeling van de N Vision 74 nog efficiënter is. Een complex koelsysteem in de N Vision 74 zorgt voor een efficiënte luchtstroom en maximale koeling wanneer topprestaties moeten worden geleverd.

Hyundai N hanteert voor de N Vision 74 een koelsysteem met drie kanalen. Volgens het ontwerpprincipe ‘vorm volgt functie’ zijn de elementen voor de koeling volledig geïntegreerd in het aerodynamische design van de N Vision 74, zoals de gepixelde grille aan de voorzijde en de ventilatieopeningen aan de zijkanten en de achterzijde.

Het design zorgt ook voor een betere aerodynamica. De speciale sideskirts en de op de autosport geïnspireerde spoiler aan de achterzijde zorgen voor een neerwaartse druk die een betere dynamiek mogelijk maakt voor autoracen, terwijl aerodynamische schijfwielen resulteren in een betere stroomlijn. 

De N Vision 74 is uitgerust met een FCEV logic VCU-systeem (Vehicle Control Unit) met torque vectoring-technologie via twee elektromotoren op de achteras. Torque vectoring verdeelt de aandrijfkracht perfect over de achterwielen. De ingenieurs van Hyundai ontwikkelden hun eigen software voor het regelen van torque vectoring dat werkt als een virtueel sperdifferentieel.

Het e-TVTM (electronic Torque Vectoring by Twin Motors) van het op maat gemaakte logic VCU-systeem zorgt voor een nog scherper bochtengedrag, waardoor de N Vision 74 perfect uit de voeten kan op racecircuits en de bestuurder het karakter van N’s Corner Rascal echt kan ervaren.

Hyundai heeft een decennialange geschiedenis met rijdende laboratoria. De twee meest recente zijn de N Vision 74 en de RN22e. Rijdende laboratoria als deze twee concept cars bieden nieuwe kansen voor BEV’s en FCEV’s in de autosport, om duurzamer rijplezier te realiseren.

De RN22e is geïnspireerd op de IONIQ 6 en staat op Hyundai’s Electric Global Modular Platform (E-GMP). Het E-GMP bevat innovatieve technologieën zoals 800V ultrasnel opladen en transmissie-ontkoppelingstechnologie van de voorwielaandrijving. De RN22e speelt een belangrijke rol als rijdend laboratorium voor aankomende EV N-modellen, zoals de IONIQ 5 N.

De gelijktijdige ontwikkeling van de N Vision 74 en de RN22e met andere krachtige EV's is gunstig voor de ingenieurs van Hyundai wat betreft kennisuitwisseling. Zo hebben EV’s vaak een andere gewichtsverdeling dan auto’s met een verbrandingsmotor en kunnen N-ingenieurs koelings- en remtechnologieën testen en ontwikkelen onder extreme omstandigheden in het testcentrum op de Nürburgring. Als rijdende laboratoria helpen de N Vision 74 en de RN22e Hyundai’s visie op geëlektrificeerde high performance-auto’s snel werkelijkheid te maken.