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Varie opzioni per più autonomia

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Tags: Emobility, #MobilityLifeBalance

Affinché i veicoli elettrici riescano ad andare più lontano non basta aumentare la capacità della batteria. ZF sta apportando numerose modifiche alla catena cinematica per ottenere il massimo chilometraggio da una ricarica della batteria.
Kathrin Wildemann, settembre 30, 2019
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Kathrin Wildemann fa parte del Copy Team permanente di ZF dal 2016. Nei suoi articoli online e offline ama trattare la mobilità elettrica in tutti i suoi aspetti e altre tematiche legate alla sostenibilità.
Alla domanda su quali siano i motivi principali che impediscono di passare a un veicolo elettrico, i conducenti in genere indicano i costi d’acquisto notevolmente maggiori e l’autonomia troppo ridotta dei veicoli elettrici rispetto ai sistemi di propulsione a combustione interna. Mentre il primo motivo di critica svanisce solo gradualmente all’aumentare del numero di veicoli prodotti, ZF è già in procinto di eliminare il secondo ostacolo. Gli sviluppatori del gruppo tecnologico stanno già adottando diversi approcci per raggiungere quest’obiettivo.

Componenti di trazione sapientemente abbinati

Componenti di trazione sapientemente abbinati

L’autonomia si può ovviamente aumentare installando una batteria più grande. Tuttavia, ciò comporta un minor spazio per passeggeri e bagagli, un maggior peso del veicolo e maggiori costi d’acquisto. Conviene di più progettare tutti i componenti della catena cinematica il meglio possibile e coordinarli alla perfezione, che è l’approccio che ZF sta adottando. In questo modo, anche ottimizzazioni che si ritiene siano piccole possono apportare nel complesso un notevole incremento di efficienza. Bert Hellwig, capo del System House E-Mobility, afferma: "Per l’utilizzo quotidiano dei veicoli elettrici è importante ricavare la massima autonomia possibile da una ricarica della batteria. Ciascuna percentuale di rendimento ottenuto equivale al due percento in più di autonomia".
Ad esempio un inverter con elettronica di potenza ben abbinato al sistema di propulsione contribuisce a un utilizzo ottimale dell’energia disponibile. Questi componenti controllano funzioni quali il recupero d'energia durante la frenata.
"Per l'utilizzo quotidiano dei veicoli elettrici è importante ricavare la massima autonomia possibile da una ricarica della batteria. Ciascuna percentuale di rendimento equivale al due percento in più di autonomia".
— Bert Hellwig, capo del System House E-Mobility di ZF

Elettronica di potenza a bassa resistenza, più km

Elettronica di potenza a bassa resistenza, più km

In questo campo, ZF trae vantaggio dal suo impegno negli sport motoristici, in cui la pressione di innovazione è particolarmente elevata: nella formula E, l'efficienza è un fattore cruciale. Per la stagione 2018/2019, ZF ha sviluppato l'intera catena di trasmissione del team Venturi. Per ottenere le massime prestazioni, gli ingegneri hanno utilizzato per la prima volta carburo di silicio al posto del solito silicio come semiconduttore nell’elettronica di potenza. Il carburo di silicio può essere utilizzato per realizzare set di chip 10 volte più sottili. Ciò rappresenta un vantaggio dal momento che la resistenza interna dell’elettronica di potenza diminuisce e l'efficienza e l’autonomia del veicolo aumentano. La società consociata sta progettando di integrare quest'innovazione nella tecnologia della produzione in serie.
Rispetto ai semiconduttori in silicio tradizionali, quelli in carburo di silicio contenuti nell’elettronica di potenza riducono la resistenza, aumentando l’efficienza e l’autonomia della trazione elettrica.
Elettronica di potenza: un aumento dell’autonomia fino al 10% grazie al carburo di silicio.

Molteplici benefici grazie a motore e trasmissione elettrici

Molteplici benefici grazie a motore e trasmissione elettrici

Un ulteriore approccio per aumentare l'efficienza nell’elettromobilità si basa sull’ampia esperienza della società consociata in fatto di tecnica di trasmissione: gli sviluppatori di ZF hanno equipaggiato una nuova trazione elettrica compatta con un cambio a due marce. “Con due marce, riusciamo a raggiungere una migliore accelerazione e una velocità massima più elevata. Un altro motivo per il cambio a due marce è stato l’aumento di efficienza della trazione” afferma il dott. Stephan Demmerer, capo di Advanced Engineering E-Mobility, che aggiunge: “Con questa combinazione di uno speciale motore elettrico e di un cambio a due marce, otteniamo un sistema ottimale con la massima efficienza”.
La nuova trazione elettrica a due marce con un rendimento massimo di 140 kilowatt consente di guidare autovetture a velocità più elevate con un’efficienza energetica molto maggiore rispetto al caso dei veicoli elettrici di tipo convenzionale. Allo stesso tempo, il veicolo elettrico non perde trazione a velocità inferiori. Assieme all'elettronica integrata, la trazione elettrica con un elemento di innesto assicura un aumento di autonomia fino al cinque percento.
Trazione elettrica a due marce di ZF: più efficienza e autonomia grazie alla trasmissione.

Versatilità d'uso della trazione elettrica a due marce di ZF

Versatilità d'uso della trazione elettrica a due marce di ZF

Questa catena cinematica di ZF apre varie possibilità di impiego: le case automobilistiche possono ad es. offrire veicoli con u'autonomia più estesa pur con la stessa batteria, contrastando le principali preoccupazioni di molti clienti. La maggiore efficienza consente poi di combinare la trazione con una batteria più piccola, il che fa risparmiare denaro, spazio e peso, a vantaggio soprattutto delle vetture compatte e delle utilitarie. La trazione modulare a due marce è inoltre rivolta ai costruttori focalizzati sulle prestazioni. Finora, per la trazione elettrica, si doveva scegliere tra una coppia motrice e una velocità finale elevata. Assieme a un potente motore elettrico fino a 250 kilowatt, la trazione di nuova concezione eroga una potenza sufficiente perché i conducenti di veicoli sportivi o di autocarri pesanti non debbano scendere a compromessi in partenza o ad alte velocità.
Cambio alla seconda marcia a 70 km/h: la trazione a due marce per autovetture.

#MobilityLifeBalance

Con la sua iniziativa, ZF sviluppa soluzioni per la mobilità in base alle esigenze delle persone, mostrando dove e come è possibile migliorare la situazione.

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