A livello globale, il numero di veicoli elettrici aumenta di giorno in giorno. Da gennaio a settembre 2023, le vendite di veicoli elettrici in Cina hanno raggiunto 4,468 milioni di unità, con una quota di mercato di oltre 20%.
Tuttavia, l'autonomia di crociera dei veicoli elettrici è ancora un problema molto sentito. Nei veicoli elettrici, il motore non è l'unico dispositivo che consuma energia. Soprattutto in inverno, tutti i comfort di bordo consumano energia elettrica, pagando il prezzo della capacità a scapito dell'autonomia.
Schaeffler è profondamente impegnata in questo settore. Mattis Zink, CEO della divisione Automotive Technology del Gruppo Schaeffler, ha dichiarato: "Le soluzioni innovative sviluppate da Schaeffler aiutano a eliminare l'ansia da autonomia degli automobilisti. Forniamo sistemi di trazione elettrica pura, soluzioni tecniche intelligenti e vari componenti e sistemi per migliorare la praticità dei veicoli elettrici, riducendo il consumo energetico ed estendendo l'autonomia di crociera."
Soluzioni efficienti per i cuscinetti
Tutte le auto si affidano a cuscinetti - e le auto elettriche non fanno eccezione.
Pertanto, uno dei modi per migliorare l'autonomia di crociera dei veicoli elettrici è quello di ridurre la perdita di attrito dei cuscinetti: l'energia originariamente utilizzata per guidare il veicolo viene persa sotto forma di calore a causa dell'attrito nei cuscinetti.
Schaeffler ha sviluppato soluzioni mirate a questo scopo.
Ad esempio, i cuscinetti per ingranaggi ad alta efficienza di Schaeffler sono in grado di ridurre significativamente l'attrito e di far risparmiare circa 50 watt di elettricità rispetto alle soluzioni tradizionali. Questa energia può essere utilizzata direttamente per migliorare la resistenza.
Inoltre, in inverno, 50 watt di elettricità possono essere utilizzati per riscaldare gli specchietti retrovisori esterni o il volante senza compromettere la durata della batteria.
Altrettanto importante è il fatto che i cuscinetti della trasmissione Schaeffler e-Drive sono appositamente ottimizzati per le elevate velocità di rotazione dell'albero di ingresso della trasmissione nell'e-axle, garantendo così una capacità di carico ottimale.
Per migliorare ulteriormente la resistenza, Schaeffler ha sviluppato anche il cuscinetto per mozzo ruota a tre file TriFinity.
I cuscinetti dei mozzi delle ruote sono uno dei componenti importanti del sistema del telaio dei veicoli elettrici. Hanno il compito di guidare e sostenere l'albero motore e l'asse, assicurando che le ruote possano ruotare con una resistenza minima anche in presenza di carichi meccanici elevati.
Durante la guida normale, i cuscinetti dei mozzi delle ruote sopportano carichi e attriti enormi. Ruotano costantemente, con una rotazione di circa 100 milioni di volte ogni 180.000 chilometri percorsi.
Rispetto ai cuscinetti tradizionali, i cuscinetti per mozzi ruota a tre file TriFinity di Schaeffler sono in grado di ridurre significativamente le perdite per attrito di 67% e di risparmiare più di 200 watt di elettricità, il che equivale a un SUV elettrico con una capacità della batteria di 120 kWh dopo una carica completa. Il che può aumentare l'autonomia di crociera di circa 20 chilometri.
Inoltre, in inverno, i 200 watt di potenza in più possono essere utilizzati per riscaldare i sedili senza compromettere la durata della batteria. Se riscaldato in modo continuo, un singolo sedile riscaldato può consumare fino a 100 watt all'ora.
A parità di dimensioni, i cuscinetti per mozzi ruota a tre corone TriFinity sono più leggeri di circa 10% rispetto ai cuscinetti a due corone di sfere standard e hanno una durata maggiore. Inoltre, la rigidità del cuscinetto è aumentata di oltre 20% e può trasmettere carichi maggiori, un vantaggio fondamentale per i veicoli elettrici pesanti.
Eliminare l'ansia da durata della batteria con la gestione termica
La gestione termica offre un enorme potenziale per il miglioramento della potenza di crociera: Schaeffler lavora in questo campo da circa 15 anni.
Schaeffler fornisce soluzioni di gestione termica ai clienti del settore automobilistico dal 2011.
Jochen Schroeder, responsabile della divisione Electric Drive del Gruppo Schaeffler, ha dichiarato: "Soprattutto nei veicoli elettrici, la gestione termica è direttamente correlata all'autonomia di crociera e al comfort di guida, e quindi è diventata gradualmente un modo per migliorare la competitività dei modelli. una delle tecnologie chiave".
A tal fine, Schaeffler sta sviluppando diverse soluzioni, dai componenti multifunzionali e multiuso ai sistemi di gestione termica altamente integrati, fino ai sistemi "quattro in uno" che integrano motore, riduttore, controllo elettronico e gestione termica in un unico ponte.
Il ponte quattro in uno elimina la necessità di tubi e cavi aggiuntivi richiesti da un sistema di gestione termica decentralizzato, con conseguente riduzione della perdita di energia, del numero di componenti, del peso e della facilità di installazione.
Questa soluzione altamente integrata consente di mantenere l'intero sistema di propulsione, compresa la batteria, all'interno dell'intervallo di temperatura appropriato, migliorando ulteriormente l'autonomia di crociera e la velocità di ricarica. Il sistema può anche controllare la temperatura all'interno dell'abitacolo entro un intervallo adeguato, migliorando così il comfort di guida.
Grazie all'interazione tra i vari sottosistemi, l'asse elettrico può risparmiare circa 1 kWh di energia per un veicolo elettrico compatto dotato di una batteria da 75 kWh per ogni 100 chilometri percorsi, il che equivale a prolungare il tempo di guida di circa 7% (o 36 chilometri). ) autonomia di crociera.
Schaeffler sta inoltre sviluppando una nuova pompa di calore che può essere utilizzata sia in un ponte quattro-in-uno sia come componente indipendente.
Questa pompa di calore converte l'energia termica dell'aria circostante e il calore residuo generato dal motore, dai comandi elettronici e dalle batterie in energia termica utilizzabile, risparmiando così la carica delle batterie.
Soprattutto nel freddo inverno, l'energia della batteria è particolarmente preziosa.
Rispetto a un'auto compatta equipaggiata con una batteria da 75 kWh e componenti di gestione termica decentralizzati, lo stesso modello dotato di un assale elettrico quattro in uno e di un sistema a pompa di calore consuma circa 4 kWh in meno per 100 chilometri (a una temperatura esterna di meno 7 gradi Celsius). In condizioni di temperatura, la selezione della condizione operativa WLTC) equivale a un'estensione dell'autonomia di crociera di 17% (o 48 chilometri).
Inoltre, l'energia risparmiata può essere utilizzata per migliorare il comfort e la sicurezza di guida, ad esempio riscaldando i sedili, il volante, gli specchietti retrovisori esterni e il parabrezza posteriore (questi sistemi consumano circa 410 watt*).
Un altro vantaggio dei sistemi a pompa di calore Schaeffler è l'utilizzo del refrigerante naturale anidride carbonica (R744), molto meno dannoso per l'ambiente rispetto ai refrigeranti tradizionali (Rf1234yf). L'R744 non è infiammabile, ha un basso potenziale di effetto serra e non causa danni allo strato di ozono dell'atmosfera. Per le case automobilistiche e i proprietari di autovetture, questo significa anche contribuire alla protezione del clima e allo sviluppo ecologico.
