Mahle presenta un sistema di estensione dell’autonomia per i camion elettrici

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Nella realtà, i camion pesanti elettrici odierni hanno un raggio d’azione insufficiente per molte applicazioni. Anche il potente Tesla Semi (non appena sarà effettivamente disponibile su larga scala) avrà i suoi limiti. Indipendentemente da quanto aerodinamica sia la forma della cabina o da quanto grande sia la batteria, trainare un semirimorchio completamente carico in salita verso il tunnel Eisenhower nelle Montagne Rocciose rimarrà sempre una sfida per i trattori a batteria. Mahle, un fornitore di primo livello per l’industria automobilistica e dei trasporti, afferma di avere una soluzione.

In una dichiarazione stampa, l’azienda ha affermato che le compagnie di trasporti si trovano di fronte alla doppia sfida di ridurre le emissioni derivanti dalle loro attività senza mettere a rischio la propria sostenibilità economica o competitività. Un’infrastruttura di ricarica inadeguata per i veicoli commerciali in molte regioni e l’autonomia limitata dei camion elettrici a batteria sono le due principali cause per cui l’elettrificazione dei camion pesanti procede a rilento. Flessibilità e affidabilità sono i fattori chiave per il successo aziendale in questo settore.

“Il tempo e l’energia sono risorse limitate e preziose, soprattutto nel settore dei trasporti stradali. Solo gli operatori che operano in modo economicamente efficiente possono sopravvivere. Con i prodotti per l’elettrificazione, MAHLE può aiutare a rendere i camion pesanti più efficienti e flessibili, riducendo al contempo le spese operative”, ha dichiarato il CEO Arnd Franz. “È proprio questo che dimostreremo ai nostri clienti, ai produttori di veicoli internazionali e agli operatori di flotte all’IAA Transportation di quest’anno.”

Sistema Range Extender di Mahle

Alla fiera IAA Transportation di Hannover, in Germania, a settembre, Mahle presenterà un nuovo sistema per l’allungamento dell’autonomia dei camion pesanti. Secondo l’azienda, il sistema garantisce un’autonomia flessibile senza compromessi e un’efficienza illimitata. “Il nostro sistema per l’allungamento dell’autonomia è un’unità di alimentazione d’emergenza intelligente che si attiva esattamente nel momento giusto, aumentando notevolmente l’autonomia disponibile”, ha dichiarato il dottor Marco Warth, vicepresidente per ricerca e ingegneria avanzata.

Il cuore del nuovo sistema è un generatore ad alta tensione efficiente, con una potenza continua di 110 chilowatt e una potenza massima fino a 130 kW, azionato da un motore a combustione interna compatto. Il generatore fornisce energia affidabile al sistema di trazione elettrica anche durante viaggi difficili con carico completo. La sua architettura può essere adattata facilmente alle esigenze prestazionali di diverse applicazioni e mercati regionali. Grazie al suo nuovo sistema avanzato di raffreddamento a olio, il generatore presenta una densità di potenza superiore a 7 kW per chilogrammo, consentendo un’elevata potenza di uscita con un peso ridotto e interfacce semplificate, afferma l’azienda.

L’intero sistema si adatta allo spazio in cui normalmente vengono montate le batterie dei camion elettrici, il che significa che può essere facilmente integrato nelle piattaforme esistenti di veicoli elettrici a batteria. Sostituisce circa un terzo della capacità batterica tradizionale, permettendo così di equipaggiare il camion con una batteria più piccola e a costo inferiore. Ciò riduce il carico sull’asse posteriore di circa 400 kg e il peso totale del veicolo di circa 600 kg. Un camion dotato del sistema Mahle ha un’autonomia di oltre 800 km: la batteria fornisce circa 400 km, mentre l’estensore di autonomia copre i restanti 400 km.

Riduzione del 80 percento delle emissioni di carbonio

In condizioni operative reali, il camion emette circa l’80 percento in meno di anidride carbonica durante il funzionamento del sistema di estensione dell’autonomia rispetto a un camion dotato di motore diesel convenzionale. Se per alimentare il sistema vengono utilizzati combustibili rinnovabili come il biodiesel HVO100, il camion non emette praticamente alcuna anidride carbonica. Un completo sistema di gestione termica, con una capacità di raffreddamento a alta temperatura di 48 kW e a bassa temperatura di 15 kW, garantisce un funzionamento stabile del sistema di estensione dell’autonomia anche in condizioni operative estreme.

“Il nostro estensore di autonomia è la soluzione per separare l’aumento della domanda di camion elettrici a batteria dal ritmo insufficiente dello sviluppo delle infrastrutture”, ha affermato Warth. “Se la stazione di carica è occupata, o se sono necessarie rotte alternative a causa delle condizioni meteorologiche o del traffico intenso, e le infrastrutture raggiungono i loro limiti, altre flotte possono rimanere bloccate. Un camion elettrico dotato di estensore di autonomia continua comunque a funzionare. L’affidabilità operativa viene mantenuta anche nelle condizioni più critiche.”

Una ricerca in corso

La ricerca di veicoli elettrici dotati di motori per l’estensione dell’autonomia è in corso fin da quando i primi automobili e camion elettrici sono entrati in produzione commerciale. L’originale BMW i3 disponeva di un motore per l’estensione dell’autonomia – essenzialmente un piccolo motore di motocicletta – ma le sue prestazioni non hanno soddisfatto le aspettative, soprattutto negli Stati Uniti, dove i regolatori hanno imposto che non venisse attivato fino a quando la batteria non fosse scesa al 5 percento di capacità. GM ha fatto un lavoro migliore con il suo Chevy Volt, un’auto elettrica ibrida plug-in dotata di motore a combustione interna che offriva un’autonomia puramente elettrica di circa 55 miglia. Per alcuni guidatori, il motore veniva attivato così raramente che dichiaravano di acquistare soltanto 10 galloni di benzina all’anno!

Ian Wright è stato uno degli ingegneri fondatori di Tesla. Lasciò l’azienda dopo l’arrivo di Elon Musk, che iniziò a imporre la propria volontà su Tesla Motors, come si chiamava all’epoca. In seguito, Wright fondò la propria startup chiamata Wrightspeed, specializzata nell’elettrificazione di camion e autobus pesanti. Sviluppò una turbina a gas estremamente efficiente che alimentava un generatore per ampliare l’autonomia. L’ingegneria era eccezionale, ma l’azienda non riuscì a prosperare.

Altri hanno perseguito lo stesso sogno. Di recente, Horse Powertrain — una joint venture tra Renault e Geely — ha presentato un’unità composta da motore a benzina e generatore di dimensioni compatte, progettata per essere installata su veicoli esistenti. In un comunicato stampa, l’azienda ha dichiarato: “Il C15 integra motore, generatore e inverter in un’unica unità abbastanza compatta da poter essere montata su piattaforme di veicoli elettrici a batteria esistenti con poche o nessuna modifica. Ciò permette ai produttori originali di convertire facilmente e in modo efficiente una piattaforma BEV in un EV a autonomia estesa, consentendo loro di ampliare la propria gamma di prodotti per soddisfare le esigenze del mercato locale.” Al momento non si sa se qualche produttore originale abbia accettato l’offerta di Horse Powertrain.

Motore Mahle Contactless Drive

Mahle è impegnata anche in altri miglioramenti per i camion elettrici pesanti. Il mese prossimo ad Hannover presenterà inoltre il suo nuovo motore elettrico Contactless Transmitter (MCT), sviluppato per essere utilizzato sugli assi a trazione elettrica dei veicoli commerciali pesanti. Questo motore non è dotato di magneti permanenti e pertanto non richiede elementi a terra rara. Rispetto ai motori sincroni a magneti permanenti di riferimento, il motore elettrico MCT permette di risparmiare fino a 3 chilogrammi di magneti a terra rara per veicolo, riducendo ulteriormente l’impatto ambientale del sistema di trazione.

Il motore MCT è del 10 percento più leggero e più efficiente rispetto ai motori elettrici permanentemente eccitati con magneti, in condizioni di guida reali. Il vantaggio rispetto alla variante permanentemente eccitata è un’efficienza maggiore in un ampio intervallo di funzionamento e in diverse situazioni di guida. Presenta una potenza massima di 370 kW e un coppia superiore a 900 Nm a 3.900 giri/minuto. L’efficienza del motore nel ciclo VECTO, uno strumento di simulazione dell’UE per determinare l’efficienza del carburante dei nuovi veicoli, è di circa il 95 percento.

Noi su CleanTechnica siamo soliti dire che le migliori tecnologie per le auto elettriche e la ricarica delle EV non sono ancora state inventate. Questi nuovi prodotti di Mahle potrebbero rivelarsi anacronistici tra vent’anni, ma per oggi potrebbero essere proprio ciò di cui abbiamo bisogno per far progredire l’elettrificazione dei camion pesanti.