In questo articolo Indice dei contenuti 2 sezioni
Il nuovo motore elettrico di ZF scommette sulla velocità di rotazione per ridurre ingombri e peso. Si chiama High Revolution Drive ed è un sistema di propulsione compatto 3 in 1 che arriva fino a 30.000 giri al minuto. Il risultato è un’unità più piccola e più leggera rispetto alle soluzioni tradizionali. Il gruppo tedesco conta circa 153.000 dipendenti nel mondo ed è un riferimento globale per auto, veicoli commerciali e tecnologie industriali. Lo ha sviluppato partendo dalla propria piattaforma SELECT.
L’idea di fondo è semplice da raccontare, molto meno da realizzare. Un motore che gira più veloce può essere fisicamente più contenuto e richiedere meno magneti. A riportare la coppia ai valori necessari ci pensa una trasmissione a due stadi con un rapporto elevato. Tutto nasce su una base già esistente, quindi le Case automobilistiche potrebbero integrare il sistema nelle vetture di nuova generazione con costi di sviluppo più bassi.
Perché girare più veloce conviene
In ZF High Revolution Drive il regime del motore supera nettamente quello dei sistemi classici, ma il punto non è solo questo. L’intero pacchetto è pensato per lavorare in sinergia e sfrutta l’esperienza dell’azienda nella progettazione di sistemi completi. Thomas Meiser, responsabile della divisione di ZF dedicata alla mobilità elettrica, lo spiega così: “Anziché ottimizzare i singoli componenti in modo isolato, coordiniamo sistematicamente il motore elettrico, l’elettronica di potenza e la trasmissione.”
Il principio fisico è noto. A parità di potenza erogata, una velocità di rotazione maggiore abbassa la coppia motrice richiesta e quindi anche il volume del rotore. Per questo il propulsore può diventare più piccolo. Tutti quei giri vanno però trasformati in spinta reale. Qui entra in gioco una trasmissione a ingranaggi cilindrici elicoidali a due stadi con un rapporto di circa 18:1, che porta alle ruote la coppia necessaria. Nella configurazione presentata si parla di una potenza di picco di 200 kW e di una coppia massima alle ruote di 3.500 Nm.
C’è anche un rovescio della medaglia. Quando la velocità sale, di solito crescono pure rumore e vibrazioni, e ZF ha lavorato a fondo proprio sugli ingranaggi. “Robustezza e bassi livelli di rumore e vibrazioni erano obiettivi di sviluppo rigorosi fin dall’inizio” ha assicurato Meiser. “Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo considerato il motore elettrico, gli ingranaggi, i cuscinetti e la geometria dei denti come un sistema integrato. Per la configurazione presentata, 30.000 giri/minuto rappresentano il punto ottimale dal punto di vista economico e tecnico.”
Meno magneti, più autonomia e produzione entro il 2030
I numeri dichiarati sono interessanti. L’azionamento ad alta velocità è il 25% più piccolo e quasi il 25% più leggero rispetto a un’unità SELECT tradizionale. La massa magnetica cala addirittura del 50% e l’efficienza migliora fino a sfiorare il 93%. Tutto questo si traduce in una maggiore autonomia per le auto completamente elettriche, soprattutto nella fascia di potenza tra 150 e 200 kW.
L’architettura è scalabile e si adatta a potenze diverse. Funziona sia con impianti a 400 volt sia con quelli a 800 volt. Il progetto nasce come variante della piattaforma modulare SELECT e si basa su tecnologie già collaudate, per questo i costi restano sotto controllo. “Con SELECT, non dobbiamo ripartire da zero per ogni nuova variante di trasmissione” ha concluso Meiser. “Utilizziamo il nostro sistema modulare per adattare i nuovi concetti alle diverse esigenze dei clienti.”
Il gruppo tedesco ha già avviato colloqui con diverse Case automobilistiche, con l’obiettivo di portare il nuovo propulsore in produzione entro il 2030.
Fonte: TecnoAndroid