Tendenze tecnologiche della mobilità elettrica: ecco cosa cambierà per le auto elettriche nel 2023
Le auto elettriche diventeranno sempre più potenti, la tecnologia delle batterie e dei motori si svilupperà ulteriormente, i sistemi di assistenza diventeranno sempre più intelligenti. Vi forniamo una panoramica delle attuali tendenze tecnologiche della mobilità elettrica.
Gli sviluppi per le auto elettriche hanno ancora molto in serbo. I motori elettrici, le batterie e i sistemi di assistenza diventano sempre più potenti. A livello globale c’è una grande competizione per l’autonomia, le prestazioni e il comfort. Il peso e la potenza svolgono un ruolo importante, in quanto le batterie sono pesanti. Le auto elettriche pesano fino al 30% in più rispetto ai loro equivalenti con motore a combustione interna, indipendentemente dalla classe del veicolo. La grande sfida è quindi quella di ridurre il peso e aumentare la potenza e l'autonomia della batteria. In fin dei conti, però, un’auto elettrica dovrebbe avere un prezzo accessibile a tutti. Un conflitto di obiettivi che può essere ottimizzato con tecnologie intelligenti e l'aumento delle quantità prodotte.
Tendenza tecnologica 1: tecnologia di trazione
Di primo acchito, la trazione elettrica sembra meno complessa di un motore a combustione interna. A livello superficiale ciò è corretto, poiché viene meno la complessa tecnologia del motore e del cambio. Ovviamente anche il post-trattamento dei gas di scarico non è più necessario. D'altra parte, la trasmissione elettrica comprende una sofisticata elettronica di potenza e una gestione della ricarica e termica altrettanto complessa.
Esistono diversi modi per realizzare il motore elettrico e l'elettronica di potenza: separatamente o in un'unica unità. Per ridurre i costi, molte case automobilistiche si affidano a unità di trasmissione complete. Oltre all’alternatore (400-800 V) e all'elettronica di potenza, comprendono anche un cambio a una o due velocità. Nel settore dei veicoli commerciali, anche i sistemi frenanti, compresa la funzione di recupero, sono talvolta parte integrante dell'unità di trasmissione, ossia si tratta di un asse elettrico completo.
Tendenza tecnologica 2: tecnologia delle batterie
Oltre alla riduzione del peso e dei costi, un altro fattore decisivo per le batterie è la densità energetica. Attualmente si utilizzano soprattutto batterie agli ioni di litio. La tecnologia è matura, la durata è buona, il funzionamento sicuro e affidabile. Ma ci sono anche degli svantaggi: le batterie agli ioni di litio sono relativamente pesanti e i tempi di ricarica sono relativamente lunghi. Le tecnologie di ricarica rapida non si sono ancora del tutto affermate a causa dell’infrastruttura di ricarica dalle prestazioni insufficienti. Anche i costi sono relativamente elevati. Tuttavia, diminuiranno con il potenziamento della produzione. Inoltre, le batterie agli ioni di litio contengono materiali che possono essere nocivi per l'ambiente se riciclati in modo non corretto. Ma anche i processi di riciclaggio vengono costantemente migliorati.
Un’alternativa promettente alle batterie agli ioni di litio sono le batterie allo stato solido. che non utilizzano elettroliti liquidi. Il vantaggio è la maggiore densità energetica e la maggiore sicurezza. Sono in fase di sviluppo anche batterie agli ioni di sodio e zinco-aria.
In conjunction with the vehicle's air-conditioning system, electric cars consequently have a highly complex and sophisticated thermal management system made up of several cooling circuits and various cooling media systems. For that reason HELLA connects the cooling circuits for the battery, the electric motor and the vehicle interior in one unit with the so-called Coolant Control Hub (CCH). As a result of such centralisation, the CCH provides for a higher degree of efficiency, shorter charging times and also for longer ranges to be achieved. And all the thermal energies can be optimally distributed.
Technology trend 4: Passenger compartment climate control
In modern electric cars, electric low-voltage or high-voltage heaters and air or water heaters are used to heat the interior and to condition the high-voltage batteries. With air heating, similar to the system used by a hair dryer, air flows over heating coils, which then warm it. PTC (Positive Temperature Coefficients) heating elements are used. With a water heater, water is heated in a circuit – also electrically – and in this way heat is then released into the vehicle interior.
A more efficient solution is the additional use of a heat pump. A PTC auxiliary heater is only used for high heating requirements or when heat is needed quickly. The heat pump extracts thermal energy even from the cold, outside air in winter. It is thus possible to convert up to three kilowatt-hours of energy into heat from one kilowatt-hour from the battery cells of an e-car. And it can be done even more effectively: the electric motor and the batteries themselves also generate heat, albeit to a small extent. This waste heat can also be used to augment vehicle interior heating.
Ovviamente, il processo di ricarica è una peculiarità dei veicoli elettrici: l'attuatore elettronico dello sportello di ricarica (eLA) di HELLA, ad esempio, supporta il processo di ricarica. Con l'aiuto dell'eLA, è possibile integrare ulteriori funzioni speciali individuali per comfort e sicurezza maggiori. Gli innovativi componenti per l’illuminazione visualizzano lo stato della batteria e la modalità di ricarica.
Tendenza tecnologica 6: tecnologia degli pneumatici
Fondamentalmente, gli pneumatici dei veicoli con motore a combustione interna e delle auto elettriche non presentano differenze. Nei capitolati sono riportati gli stessi requisiti. Ad esempio, una buona aderenza sul bagnato e buone prestazioni in frenata sono importanti in entrambi i casi. Tuttavia, è possibile formulare quattro caratteristiche che svolgono un ruolo specifico per le auto elettriche.
-Un comportamento di rotolamento silenzioso, il veicolo elettrico stesso non genera pressoché nessun rumore di guida
Impatto sull’aftermarket
L’auto elettrica ha meno componenti di trasmissione che devono essere sottoposti a controllo e manutenzione regolari. Anche l'olio del motore e della trasmissione non è più necessario, sebbene nelle unità di azionamento elettriche vengano utilizzati oli non conduttivi per la lubrificazione e la dissipazione del calore. Fondamentale è però la gestione termica, che in futuro sarà al centro dell'attenzione dell'assistenza automobilistica. Per l’assistenza delle auto elettriche, tutti gli esperti parlano del nuovo "cambio dell'olio” riferendosi alla manutenzione del sistema di gestione termica e al cambio dei liquidi di raffreddamento. Inoltre, si può ipotizzare che, ad esempio, i componenti del telaio come i cuscinetti o gli ammortizzatori siano soggetti a una maggiore usura. Le auto elettriche sono semplicemente più pesanti e spesso hanno una potenza maggiore.
Per gestire la "tecnica dei veicoli elettrici", il personale delle officine automobilistiche deve avere una formazione adeguata. Per poter lavorare sui veicoli ad alta tensione sono necessarie diverse qualifiche. A tal fine HELLA offre corsi di formazione completi. A ciò si aggiunge l'attrezzatura adeguata per l'officina. Nel dubbio, si comincia dalla piattaforma di sollevamento che deve sollevare un peso maggiore; anche per la postazione di lavoro si devono prevedere misure di sicurezza adeguate. In fin dei conti, alle officine automobilistiche il lavoro non mancherà. Al contrario: le attendono nuovi compiti "elettrizzanti"!
