IAA Transportation 2022 Le trasmissioni per i camion del futuro: Schaeffler elettrifica i veicoli commerciali

08/09/2022 | Bühl

• Schaeffler sviluppa motori elettrici ad alte prestazioni per veicoli commerciali con un'efficienza superiore al 97%
• La power electronics da 800 volt consente ai produttori di risparmiare peso e costi
• Sistema innovativo di Thermal Management riduce i tempi di ricarica
  

Schaeffler sta sviluppando la tecnologia ad alta tensione per i veicoli commerciali leggeri e pesanti elettrificati del domani. In futuro, saranno in strada sempre più veicoli commerciali a trasmissione elettrica, poiché i produttori di camion andranno ad adottare misure per ridurre del 15% le emissioni di CO₂ entro il 2025, come richiesto dall'UE. Ulteriori riduzioni sono previste per il 2030. "Senza l'industria dei trasporti e della logistica, non sarà possibile raggiungere gli obiettivi climatici globali", ha dichiarato Matthias Zink, CEO Automotive Technologies di Schaeffler. Circa il 60 percento dei percorsi effettuati dai camion sono inferiori a 500 chilometri e quindi all'interno dell'autonomia che i veicoli commerciali con azionamento elettrico a batteria possono coprire con una sola carica. I camion elettrici sono anche una soluzione di trasporto merci priva di emissioni e silenziosa che non sarà interessata dalle restrizioni sempre più stringenti all'ingresso dei veicoli nei centri urbani. Un altro vantaggio rispetto ai camion con motori a combustione interna è il recupero di energia dal funzionamento stop-and-go negli ambienti urbani. "È necessaria una tecnologia innovativa per l'elettrificazione, in particolare da fornitori come Schaeffler", ha affermato Zink. Per contribuire alla transizione verso gli azionamenti elettrici, Schaeffler ha sviluppato una nuova e innovativa gamma di prodotti di motori elettrici con raffreddamento ad olio, che è stata in mostra per la prima volta alla IAA Transportation 2022 di Hannover. L'azienda ha presentato anche la sua tecnologia di power electronics da 800 volt, nonché componenti e sistemi per il Thermal Management nei veicoli commerciali.

Nuova gamma di motori elettrici e sistemi di power electronics da 800 volt

I nuovi motori elettrici ad alte prestazioni di Schaeffler sono scalabili, efficienti ed estremamente robusti. La particolarità è l’efficienza di oltre il 97 percento e una potenza di azionamento continuo fino a 300 kW, caratteristiche rese possibili da un innovativo sistema di raffreddamento dell'olio sviluppato dagli specialisti dei motori elettrici di Schaeffler. Un'altra caratteristica fondamentale è la tecnologia di “wave-winding” utilizzata negli statori. Schaeffler è una delle poche aziende al mondo ad aver padroneggiato questa nuova tecnologia di avvolgimento, che si traduce in motori elettrici con densità di potenza molto elevate. "Utilizzeremo la nostra ampia esperienza nel campo della mobilità elettrica per dare un contributo decisivo alla decarbonizzazione dei veicoli commerciali", ha affermato il Dott. Jochen Schröder, Head E-Mobility di Schaeffler. A causa dei volumi di produzione relativamente ridotti di azionamenti elettrici per veicoli commerciali, Schaeffler sviluppa i propri motori elettrici in serie scalabili per poter coprire in modo efficiente tutte le classi di prestazioni. I motori saranno utilizzati per veicoli su strada e off-road, nelle trasmissioni completamente elettriche e ibride, sia su un assale elettrico che come trasmissione centrale. I motori sono inoltre progettati per soddisfare i requisiti di vita utile dei veicoli commerciali.

I primi motori elettrici di Schaeffler per veicoli commerciali entreranno in produzione già nel 2023. Questa seconda gamma di prodotti di motori da 800 volt raffreddati ad acqua fornisce una potenza continua massima di 180 kW e genera una coppia massima di 950 Nm. Questi motori incorporano l’“hairpin winding”, tecnologia che Schaeffler produce internamente.

Per funzionare e fornire la massima efficienza, gli azionamenti elettrici necessitano anche della power electronics. Schaeffler sta sviluppando unità di power electronics specificamente adattate ai requisiti dei veicoli commerciali, che si basano sulla tecnologia al carburo di silicio e sono progettati per tensioni fino a 850 volt e correnti effettive di 600 A (carico di picco) e 400 A (carico continuo). Occupando un volume di 12.4 litri, questa tecnologia raggiunge una densità di potenza salvaspazio di oltre 40 kW per litro. Tutti i componenti elettrici e meccanici sono progettati per il chilometraggio notevolmente più elevato dei veicoli commerciali pesanti. Il sistema di power electronics può essere collegato anche alla rete elettrica di bordo del veicolo tramite un collegamento in corrente continua a 24 volt.

La tecnologia del carburo di silicio offre numerosi vantaggi per le applicazioni dei veicoli commerciali, tra cui frequenze di commutazione più elevate, una migliore dissipazione del calore e un'elevata potenza di uscita continua. Tutti questi vantaggi risultano in una notevole ottimizzazione dell’efficienza della trasmissione elettrica. Le simulazioni eseguite da Schaeffler mostrano che un sistema di azionamento comprendente un motore elettrico, power electronics e un assale è il 2,5% più efficiente se basato su semiconduttori al carburo di silicio in combinazione con un riduttore ottimizzato, rispetto a quando è basato su semiconduttori di silicio convenzionali. Nei camion a lungo raggio elettrici a batteria progettati per un'autonomia di 500 chilometri, questo aumento di efficienza consente di ridurre la capacità della batteria di 14 kilowattora. Questa riduzione delle dimensioni della batteria corrisponde a una riduzione del peso di 84 chilogrammi, e quindi un notevole risparmio sui costi.

Il Thermal Management è la chiave

Quando si tratta di una maggiore efficienza di ricarica e di proteggere la batteria durante la ricarica ad alta potenza, la gestione termica diventa un'abilità chiave. "Per gli operatori di flotte si tratta di un risparmio economico, perché minore è il tempo di ricarica dei veicoli, più velocemente sono di nuovo in strada", ha spiegato Jochen Schröder. Schaeffler è un pioniere nel Thermal Management intelligente, avendo accumulato nel corso degli anni una notevole esperienza in questo campo. Alla IAA Transportation di Hannover, l'azienda ha presentato le sue soluzioni tecnologiche per il condizionamento efficiente della temperatura degli azionamenti e delle batterie dei veicoli commerciali. Queste soluzioni includono un unico regolatore della valvola intelligente per la gestione decentralizzata del liquido di raffreddamento. Il regolatore può gestire i singoli flussi di refrigerante per la batteria, la power electronics, il motore o la trasmissione. Questa disposizione personalizzabile e decentralizzata offre ai produttori di camion una notevole libertà nella struttura del sistema. Inoltre, sono possibili strategie di controllo indipendenti per gli stati del veicolo di ricarica rapida, avviamento a freddo, traffico cittadino o guida in salita. Oltre a questa tecnologia, Schaeffler offre sistemi integrati per tutte le funzioni del liquido di raffreddamento dei veicoli commerciali. Questi sistemi comprendono il regolatore del liquido di raffreddamento, le pompe elettriche dell'acqua, i sensori e un controller intelligente, offrendo ai produttori i vantaggi di un design compatto e salvaspazio.

Schaeffler alla IAA Transportation 2022 di Hannover

Quest'anno Schaeffler ha partecipato per la prima volta come espositore alla IAA Transportation, il principale appuntamento mondiale per l'industria dei trasporti e della logistica, presentando la gamma di soluzioni per le trasmissioni e per chassis.

Le foto ufficiali di Matthias Zink sono disponibili al seguente link: www.schaeffler.com/en/executive-board/