Bosch prevede in futuro più tipi di propulsione, più grande è il veicolo più grande l'elettrificazione

<Bosch delinea la visione della società sul futuro generale della tecnologia automobilistica, "efficiente e sempre più elettrico", e ha fornito uno schema del loro modo di vedere, per il quale stanno sviluppando prodotti per tendenze tecnologiche settoriali.

In generale, ha detto il dottor Bernd Bohr, presidente del gruppo Bosch Automotive, il ritmo di sviluppo procede sotto forma di elettrificazione della propulsione e automazione alla guida.

Bosch non crede che ci sia solo una soluzione di propulsione per il futuro, la maggior parte delle auto sulle strade del mondo sono ancora a benzina e gasolio, e le cose rimarranno così per il resto di questo decennio, Bohr ha osservato. Tuttavia, "lentamente ma inesorabilmente", il numero di alternative è in crescita.

Nel 2020 Bosch si aspetta di vedere le vendite di veicoli raggiungere circa 110 milioni di unità in tutto il mondo, con 12 milioni di queste con propulsore elettrico. Questa ultima cifra salirà gradualmente nel corso di questo decennio, con la curva di crescita che diventa sempre più ripida nel prossimo.

Pertanto, ha detto Bohr, Bosch si propone di sviluppare le batterie agli ioni di litio con almeno il doppio dell'autonomia sui veicoli elettrici e con metà costo per chilowattora.

"Questo è il modo migliore per promuovere l'acquisto di veicoli elettrici".

Con le politiche di tutto il mondo che stanno abbassando le emissioni e la richiesta di combustibile, lo standard più rigoroso di tutti è atteso in Europa nel 2020, Bohr ha dichiarato, con una media di emissioni di CO2 sul totale dei veicoli di 95 grammi per chilometro.

"Come può essere realizzato questo tecnicamente? Per dirla in poche parole: più grande è il veicolo, e più sarà richiesta l'elettrificazione".

In particolare, egli ha detto, che i propulsori delle vetture più piccole a benzina e diesel saranno così efficienti che le emissioni di questi veicoli saranno inferiori agli obiettivi di CO2 per il 2020, anche senza elettrificazione.

Il motore diesel raggiungerà tali risultati anche nel segmento delle compatte, ma il motore a benzina vi si avvicinerà. Al fine di ridurre ulteriormente le emissioni di CO2 in questa classe di veicoli, il motore a benzina richiederà una soluzione ibrida a basso costo, di base.

Anche con motori a combustione interna ottimizzati, i veicoli di grandi dimensioni non raggiungeranno gli obiettivi di CO2. Nel 2020, tali veicoli dovranno essere dotati di sistemi ibridi con prestazioni più elevate.

Bosch ha sviluppato adeguate soluzioni tecniche per ogni elemento dello scenario come parte del suo "programma in sette punti":

1. Entro il 2020, l'obiettivo è quello di ridurre il consumo di carburante dei motori diesel e benzina di ben il 20% rispetto ai livelli del 2012. Ciò avverrà con utilizzando una vasta gamma di tecnologie, tra cui la sovralimentazione dei motori più piccoli.

2. Automatizzare il cambio manuale, per esempio con la eClutch. La frizione elettrica sposta in folle quando il conducente non sta accelerando. Questo riduce il consumo di carburante di circa il 5%.

3. Migliorare il sistema start-stop per renderlo un assistente costante. Bosch utilizza anche la funzione di navigazione come sensore del mondo esterno. Il sistema di navigazione in grado di visualizzare in anteprima i limiti di velocità prossima e i terreni, consentendo al conducente di rilasciare il pedale del gas ben prima dei limiti di città o delle curve lungo la strada. Sulle autostrade questo può tradursi in un risparmio di carburante fino al 15% in condizioni di guida reali, dice Bosch.

4. I propulsori ibridi per il segmento mid-size. Bosch chiama la sua soluzione sistema di recupero di spinta, o BRS. E' un passo avanti rispetto al alla ruota libera, consentendo la frenata rigenerativa. Ciò si traduce in un risparmio di carburante fino al 7%.

5. La trazione ibrida idraulica per le autovetture. Si basa su un classico motore a combustione interna con componenti idraulici aggiuntivi e un accumulatore di pressione riempito di azoto. Questo sistema ibrido può supportare motori a benzina e diesel, nel caso non funzionassero in modo efficiente, ad esempio in accelerazione o nello stop-and-go nel traffico. In città il sistema può ridurre il consumo di carburante del 45%, e in condizioni normali la riduzione è in media del 30%.

6. I sistemi ibridi forti per veicol idi grandi dimensioni, che riducono il consumo di carburante fino al 25%.

7. Ibridi plug-in. Il consumo su benzina o diesel può essere ridotto del 50% durante il ciclo di funzionamento.

Non abbiamo ancora parlato della trazione puramente elettrica. Stiamo fornendo per la prima volta come soluzione completa la Fiat 500E. Allo stesso modo, il nostro sistema plu-in ibrido è al debutto nella Porsche Panamera.

Entro la fine del 2014, staremo già lavorando su 30 ordini relativi alla elettrificazione della propulsione. Mentre questi progetti non sono ancora destinati immediatamente al mercato di massa, stanno aprendo la strada a un mercato, anche psicologicamente.

Essi rappresentano un nuovo tipo di esperienza di guida, elettrico, silenzioso e confortevole. Questa esperienza è decisiva.

Per questo motivo, in un sondaggio del cliente finale fatto con Opel, lasciamo che la gente guidi i veicoli elettrici prima di fare loro domande. Una volta che i clienti hanno testato le vetture, la loro disponibilità ad acquistare aumenta con le dimensioni del veicolo. In particolare, i conducenti di veicoli di grandi dimensioni apprezzano la possibilità di guida puramente elettrica in città. Questo è un chiaro voto favorevole dell'ibrido plug-in, risultato compatibile con lo scenario sulla CO2 già descritto.

Le prescrizioni tecniche relative alle norme ambientali più severe, in particolare l'elettrificazione dei veicoli più grandi, sembrano essere proprio quello che vogliono i clienti. E questa è una buona cosa. Dopo tutto, non ci può essere guida elettrica senza clienti che sono disposti a pagare per essa.

A parte l'elettrificazione della propulsione, il dottor Rolf Bulander, Presidente dei Sistemi a Benzina Bosch, l'azienda vede potenziale anche l'utilizzo di propulsori a metano economici in tutte le classi di veicoli, tuttavia l'infrastruttura dovrebbe essere ampliata ulteriormente.

Bulander ha poi detto che i sistemi start-stop saranno installati nel 70% di tutte le nuove auto in Europa occidentale dal 2017. Il sistema di recupero spinta a 48V di Bosch (BRS) è migliore dello start-stop e un passo più vicino al mondo ibrido.

I BRS saranno impiegati nel segmento delle compatte, in cui la concorrenza sui prezzi è molto forte. I componenti elettrici BRS supportano il motore con una ulteriore potenza di 10 KW, ma la capacità della batteria è stata mantenuta bassa con solo uno 0,25 KWh aggiuntivo. Se i circuiti di bordo vanno a 48 volt, Bosch massimizza il recupero di energia tramite frenata rigenerativa. Dopo che la macchina ha frenato cinque volte, il sistema avrà ricaricato completamente la batteria agli ioni di litio, ha detto Bulander.>

Fonte: Bosch presse

Foto: Bosch

Oerlikon Graziano lancia la motorizzazione elettrica a 4 velocità

Una soluzione innovativa per una vasta gamma di applicazioni elettriche ed ibride, con aumento di efficienza del 15%

<Lo specialista in trasmissioni Oerlikon Graziano, una sezione della Oerlikon Segment Drive System, presenta la sua innovativa 4SED (4 Speed Electric Drive) per i clienti in tutta Europa.

Questa nuova e compatta trasmissione leggera vanta una maggiore efficienza, un avanzamento senza scatti, e un design scalabile che la rende adatta ad una vasta gamma di veicoli. "Questo è un concetto completamente nuovo di trasmissione che farà progredire lo sviluppo di veicoli elettrici", ha detto Heriberto Diarte, amministratore delegato della Segment Drive System.

Oerlikon Graziano, con oltre 20 anni di esperienza nella progettazione e produzione di propulsione elettrica ed ibrida, ha sviluppato la trasmissione 4SED prevedendo che il mercato ha bisogno di trasmissioni sempre più efficienti per i veicoli a basse o zero emissioni.

Il concetto di design meccanico è stato sviluppato dalla Oerlikon Graziano, mentre il sistema di comando del cambio è stato progettato nel Regno Unito dallo specialista in controller Vocis Driveline.

Il 4SED, sulla base dell'originale eDCT di Graziano, utilizza due motori di trazione in un propulsore molto compatto che fornisce quattro velocità per consentire un utilizzo più vicino al picco di efficienza - circa il 90 per cento. Il risultato è un miglioramento dell'efficienza complessiva fino al 15 per cento, che si traduce in maggiore autonomia o migliori prestazioni del veicolo. "Il design della scatola del cambio è molto semplice", dice Paolo Martelli, responsabile Oerlikon Graziano Automotive Performance.

"La configurazione unica della trasmissione utilizza due alberi di ingresso, ciascuno guidato da un proprio motore elettrico. I due motori che sostituiscono le frizioni gemelle e i sincronizzatori, consentono la preselezione della marcia successiva prima che la precedente sia disinserita, e si può sincronizzare la velocità dell'albero".

L'utilizzo dei motori di trazione permette anche un ridotto utilizzo di algoritmi software rispetto a un normale cambio automatizzato, e non essendoci idraulica, non vi è nessuna necessità di controllo della valvola. La tecnologia è scalabile per soddisfare una vasta gamma di veicoli, auto urbane elettriche, auto ad alte prestazioni, applicazioni ibride 4WD (4 ruote motrici), autobus e camion elettrici.

E' adatta anche per applicazioni con motori a 48V, e "consentendo significativi risparmi sui costi e riduzione dei rischi di alta tensione, il 4SED parla da sè", continua Martelli, "non ha bisogno di frizione, nè sincronizzatore ed è veramente innovativo".

Un minibus elettrico su base Mercedes Vito

Un prototipo è stato montato su un minibus elettrico Mercedes Vito ed è attualmente in giro da rinomati costruttori europei per mostrare le sue caratteristiche uniche. Il riscontro iniziale dei clienti è molto positivo: "Come prima dimostrazione sulla funzione del cambio è molto impressionante, non c'è alcun sensazione di interruzione di coppia e ruota liscio". "Questa trasmissione è perfettamente scalabile per le esigenze del cliente su piattaforme e richiesta di prestazioni diverse.

Maggiori dettagli su questo innovativo 4SED seguiranno al simposio CTI di Berlino in dicembre di quest'anno.>

Questa è una innovazione degna di nota. Se lo sviluppo di questa tecnologia non ha un costo eccessivo, l'aumento di efficienza del 15% porterebbe ad una richiesta inferiore di energia dalle batterie, diminuendo il costo complessivo dell'auto, oppure a parità di accumulatori permetterebbe una autonomia superiore di almeno il 15%.

Resta da vedere se lo stesso risultato si possa ottenere con altre vie: disegni diversi dei motori, software più affinati, riduzione delle masse, minori perdite nei rapporti di riduzione, ecc. In ogni caso lo sviluppo è da premiare, e probabilmente con l'unione di altre strategie porterà ad una maturazione del settore.

Fonte: Comunicato stampa Oerlikon Graziano

Foto: Mercedes eVito

Come funziona una auto elettrica - seconda parte

In vari siti si trovano informazioni sul funzionamento di una auto elettrica, e degli elementi che la compongono.

Nel sito Nissan ad esempio (che trovate a questa pagina), si dice che la tecnologia è stata perfezionata tanto che le auto elettriche sono ora più pratiche, più potenti, più veloci e più rapide da ricaricare che mai. Questo è vero, ma porta alcune conseguenze che molto spesso i venditori non raccontano (oppure proprio non le sanno, il passaggio dalle auto tradizionali a quelle elettriche richiede un pò di conoscenza del settore). Analizzeremo più avanti i pro ed i contro delle più recenti soluzioni.

Adesso vediamo quali sono i componenti chiave di un veicolo elettrico tipo:

- Connettore - dove inserire il cavo da collegare alla presa di corrente per la ricarica;

- Inverter potenza - trasforma la corrente continua delle batterie (DC) in corrente alternata per il motore (AC);

- Trasformatore/convertitore DC/DC - converte la tensione in corrente continua ad alto voltaggio dell'inverter in corrente continua a 12V per i servizi (luci, frecce, radio, ecc.);

- Caricabatterie - converte la corrente alternata 220V alla presa in corrente continua ad alto voltaggio per ricaricare le batterie;

- Motore elettrico - il cuore del sistema di trazione, converte l'energia elettrica in movimento;

- Riduttore - riduce la velocità di trasmissione da un alto numero di giri nel motore ad un valore molto più basso adatto alla velocità massima che si vuole far raggiungere al veicolo. Il rapporto è fisso, sia nella marcia avanti che in retromarcia.

Estrima Birò, progettazione EV senza schemi tradizionali

Un sistema di trazione così diverso dal solito presuppone una progettazione ad hoc; l'auto elettrica (ma lo stesso discorso posso applicarlo ad altri veicoli elettrici siano scooter o autobus), per ottenere tutti i vantaggi derivanti dall'adozione del motore elettrico e delle batterie deve essere progettata intorno a questi, non può semplicemente ridursi a una trasformazione di vettura con motore ICE in EV.

Il peso eccessivo, la concentrazione di parti rigide dove non serviranno più (il motore è molto più compatto e potrebbe essere vicino alle ruote eliminando anche il differenziale), e la mancanza di rigidità proprio dove sarà chiesta (i contenitori delle batterie, pesanti da 1 a 4 quintali), sconsigliano fortemente l'utilizzo di piattaforme nate per altri usi.

Alcune case automobilistiche hanno lanciato sul mercato dei modelli EV interessanti: cinque posti più bagagli, uno stile finalmente di gran livello come finora non si era visto, autonomie di 150 km e oltre, livello di comfort elevato, manutenzione semplice e prestazioni oltre le aspettative.

Nissan Leaf, auto dell'anno 2011, utilizzata a Londra come taxi

Quasi tutte offrono la possibilità di ricarica veloce, fino all'80% della capacità in mezz'ora da apposite colonnine ad alto voltaggio, oltre al metodo standard da presa casalinga in 8-10 ore per il 100% di energia.

In ogni caso dobbiamo essere onesti con noi stessi: la migliore batteria attuale, ma anche quelle che verranno, non potrà mai competere con la densità di energia contenuta in un litro di benzina. La progettazione dei veicoli elettrici deve non solo usare la migliore tecnologia di batterie disponibile, ma anche sull'ottimizzazione dell'energia da queste accumulata.

L'efficienza del sistema di trazione assume così una importanza strategica, così come la riduzione del dispendio di energia dovuta alla resistenza aerodinamica e all'attrito dei pneumatici, il recupero di energia cinetica in frenata o discesa, la riduzione dei pesi, tutti aspetti sottovalutati fino ai giorni nostri.

Un altro aspetto determinante ai fini del consumo di energia e quindi dei km percorribili, riguarda i sistemi ausiliari, prima fra tutti la climatizzazione dell'abitacolo. Specie in inverno, l'energia richiesta per scaldare l'interno della vettura può arrivare al 30-50% di quella totale.

E' vero che fino alle ultime generazioni di automobili elettriche i sistemi di riscaldamento erano di tipo convettivo, mentre veicoli usciti dal 2011 ad oggi impiegano climatizzatori più efficienti o pompe di calore simili a quelle dei sistemi casalinghi con split. Con tali tecnologie la richiesta di energia è meno spinta, utilizzando un 15% dell'energia in fase di condizionamento estivo, e un 20% dell'energia in fase di riscaldamento invernale. 

Fonte: Nissan.it, "L'auto elettrica, la tecnica e le prospettive" Pietro Menga - ed. Delfino 1979

Foto: Nissan, Estrima

BENVENUTI!

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Se siete arrivati qui in qualche modo vi interessa il mondo dei veicoli a trazione elettrica.

Per pura curiosità, per conoscere meglio come sono fatti, le ultime novità, se veramente inquinano zero, i costi di esercizio effettivi, qualunque sia il motivo mi fa immenso piacere che siate approdati su "Trazione Elettrica".

Farò del mio meglio per soddisfare le Vostra sete di conoscenza nel settore.

Tesla Model S

A livello personale mi occupo di veicoli a trazione elettrica da tempi non sospetti, quando nel 1988 la rivista Quattroruote scrisse di veicoli sperimentali che con la sola energia solare riuscivano ad attraversare l'Australia da nord a sud, un percorso di oltre 3000 km a velocità media di oltre 80 km/h.

GM Sunraycer 1988

Contemporaneamente la rivista promuoveva un campionato amatoriale di veicoli elettrici, con tappa in alcune città italiane. L'anno seguente, con due amici costruimmo un gokart elettrico a batterie e nella gara al parco del Valentino (Torino) ottenemmo il terzo posto di categoria.

Quella esperienza mi fece capire le potenzialità enormi dei veicoli alimentati da batterie, e la superiorità intrinseca del motore elettrico rispetto a quello endotermico.

Certo, il punto debole rappresentato dalle batterie ancora non è stato risolto, ma già 25 anni fa con economici e collaudati accumulatori al piombo da trazione si potevano coprire tranquillamente i tragitti casa-lavoro dell'80% dei lavoratori. Mostrando quello che è il terreno favorito di questi veicoli: la città, proprio là dove l'inquinamento è maggiore e c'è più necessità di intervenire.

A distanza di tempo vedo che una discreta quantità di aziende si è cimentata nella produzione di batterie al litio, con capacità tre-quattro volte superiori alle piombo, motivo per cui vari costruttori di automobili a livello mondiale hanno investito sulla trazione elettrica e messo in catalogo modelli che la sfruttano.

Ritengo che le batterie attuali non siano definitive, e che ricerca e sviluppo in questo settore possono mostrare nuovi traguardi ma la strada è quella giusta e le grandi aziende finalmente ci credono.

Voglio infine evidenziare che al momento non mi occupo di promuovere veicoli o componenti a trazione elettrica per alcuna azienda.

Quindi tutto ciò che leggerete qui è frutto delle mie conoscenze, delle esperienze dirette, delle intuizioni che 25 anni di conoscenza del settore mi suggeriscono e di cui vorrei renderVi partecipi.

Mi auguro che partecipiate con commenti o domande sui vari argomenti, lo scopo è proprio quello di allargare la conoscenza di questi affascinanti, formidabili mezzi di trasporto moderni.

BUONA LETTURA,

Mauro Palombarini