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La stragrande maggioranza delle auto elettriche se la cava con una marcia, in singoli casi la trasmissione offre un secondo stadio. Ma c'è molto di più che si può fare usando una tecnica ben nota.
Cambio manuale a sei marce? DSG a otto fasi? Automatico a dieci rapporti? Quando si tratta di auto elettriche, cercherai invano queste ottime soluzioni di trasmissione. Stromern è di solito sufficiente per quasi tutti i campi di applicazione, un cambio semplice ed economico con un rapporto fisso. Ma in Bosch si vedono anche opportunità di trasmissione al di là di questa semplice dieta. In particolare, il fornitore vuole rendere più attraente per le case automobilistiche la trasmissione CVT a variazione continua per le future auto elettriche. Il sistema automatico senza rapporti di trasmissione fissi potrebbe aumentare il range di utilizzo dei veicoli elettrici e allo stesso tempo garantire più comfort, migliori prestazioni e minori consumi. Ma ci vorrà ancora qualche anno prima che ciò accada.
Primo tentativo nel golf
Il driver dietro il progetto CVT è la sussidiaria olandese di Bosch Transmission Technology BV, che ha sviluppato il concetto "CVT4EV" e l'ha implementato in una prima auto dimostrativa guidabile. L'azienda con sede a Tilburg è specializzata nello sviluppo e nella produzione in serie di cinghie push-link, responsabili della trasmissione di potenza all'interno di una trasmissione a variazione continua. Per il loro primo veicolo di prova elettrico, gli olandesi hanno fatto affidamento su una tecnologia di serie collaudata, poiché l'ingresso originale della base del veicolo, una VW e-Golf, è stato sostituito con una trasmissione CVT della Mitsubishi Eclipse Cross. In alcuni punti la tecnologia del veicolo è stata adattata alla nuova trasmissione, ad esempio quella precedentemente meccanica è stata sostituita da due pompe olio elettriche.
Il vano motore della e-Golf convertita è piuttosto stretto. L'operazione ha anche aggiunto ben 100 chilogrammi di peso. "Una versione di serie peserà solo circa 20 chilogrammi", afferma il direttore marketing Caro Roeffen. Vuole sfatare ulteriori pregiudizi e sottolinea che, sebbene le trasmissioni CVT abbiano una reputazione piuttosto negativa in Europa e soprattutto in Germania, è il contrario in Cina, Stati Uniti e Giappone. "In tutto il mondo, una trasmissione su quattro è una CVT e la tendenza è in aumento", afferma Roeffen. Bosch Transmission Technology fornisce da tempo alcuni componenti chiave di questa tecnologia di trasmissione. “L'anno scorso abbiamo raggiunto un traguardo importante con l'80 milionesima cinghia di collegamento a spinta”, afferma il manager. "Si tratta di una tecnologia collaudata."
Leggero risparmio energetico
Questo è noto soprattutto per la sua efficienza, che dovrebbe aiutare anche le auto elettriche ad essere più economiche. La trasmissione a variazione continua consente di adattare il rapporto di trasmissione al punto di lavoro ottimale del motore elettrico il più spesso e il più a lungo possibile. Secondo Dirk Van den Heuvel, Head of Business Development di Bosch Transmission Technology, i vantaggi in termini di efficienza dipendono da una serie di fattori diversi e quindi dal singolo caso, ma nel complesso sarebbe possibile fino al XNUMX% in meno di energia nel settore delle autovetture e oltre il XNUMX% in meno nei veicoli commerciali leggeri. Di conseguenza, l'uso di un CVT potrebbe fornire un'autonomia maggiore o batterie più piccole.
Un altro vantaggio riguarda il comfort, perché un rapporto di trasmissione variabile consente regimi motore inferiori in molte gamme di velocità rispetto alla soluzione in ingresso. Nel caso degli azionamenti elettrici già molto silenziosi, questa è una cifra trascurabile, ma durante un test drive sul sito di prova Bosch a Boxberg, il veicolo di prova ha dato l'impressione che stesse svolgendo il suo lavoro di propulsione acusticamente in modo più discreto e fluido che con il cambio a una velocità. E sebbene la trasmissione CVT possa variare i rapporti di trasmissione, non si notano reazioni al cambio di carico o cambi di marcia. Le caratteristiche di guida dell'auto elettrica vengono quindi mantenute nonostante la tecnologia di trasmissione (con un numero infinito di rapporti di trasmissione). Inoltre gratificante: l'effetto elastico, spesso criticato con le trasmissioni CVT, non era evidente nella dimostrazione Golf, perché mentre un motore a combustione con questa tecnologia di trasmissione aumenta notevolmente la velocità del motore quando viene richiesta la potenza, la coppia del motore elettrico può essere richiamato direttamente senza fastidiosi rombi del motore.
Qualche km/h più veloce
Forse l'argomento pro più importante, tuttavia, è probabile che siano i vantaggi in termini di prestazioni che possono essere ottenuti con il CVT. Le simulazioni mostrano che per i veicoli del segmento C nella classe da 150 kW, la velocità massima può aumentare dell'11 percento. Nel caso del veicolo di prova, ad esempio, è 170 invece di 150 km/h. Bosch promette vantaggi anche quando si tratta di farcela. Lo sprint da fermo a 100 km/h può essere ridotto del 3%, da 100 a 150 km/h è addirittura del 20% più veloce. Per rendere tangibili questi vantaggi prestazionali, abbiamo guidato nel test Golf con un pieno 290 Newton metri e un cambio di ingresso simulato, nonché con una potenza ridotta a 203 Newton metri in modalità CVT. Nonostante una coppia significativamente inferiore, l'e-Golf ha guidato notevolmente più vivace nella modalità CVT a potenza ridotta. L'installazione della trasmissione a variazione continua consentirebbe alla casa automobilistica di optare per prestazioni migliori o per motori più piccoli, leggeri ed economici. Questi ultimi, a loro volta, offrono un potenziale di risparmio di peso e costi.
In termini di costi, tuttavia, la soluzione di trasmissione CVT se la cava relativamente male. Nel caso dei veicoli elettrici, sono leggermente superiori al costo di un cambio a doppia frizione e sono addirittura due volte e mezzo superiori a quelli di un cambio a frizione singola. Con il ridimensionamento della batteria e del motore, almeno una parte dei costi aggiuntivi potrebbe essere assorbita, ma i costi del sistema saranno addirittura superiori a quelli del cambio a una velocità, ammette Van den Heuvel.
Solo per veicoli premium
Di conseguenza, Bosch vede l'opportunità per le auto elettriche CVT principalmente nei segmenti più costosi. Van den Heuvel esclude le auto micro e piccole. I veicoli premium del segmento C / D o superiore sono il gruppo target. La trasmissione sarebbe quindi un'opzione che il cliente vorrebbe permettersi perché promette migliori caratteristiche di guida. Inoltre, secondo Van den Heuvel, varie modalità di guida possono essere meglio rappresentate utilizzando la trasmissione CVT. I conducenti potevano quindi scegliere tra modalità caravan, alta velocità o risparmio energetico in un veicolo. Grazie al CVT, è stato possibile ottenere un carico di trazione più elevato anche nel funzionamento del rimorchio, mentre la capacità di salita dei veicoli fuoristrada potrebbe essere migliorata.
Le auto sportive hanno una coppia maggiore di quella che la trasmissione può sopportare
La soluzione CVT potrebbe anche offrire vantaggi alle case automobilistiche da un punto di vista economico. Invece di sviluppare diverse unità di azionamento per diversi modelli, una singola trasmissione potrebbe essere sufficiente per molti modelli e segmenti di veicoli, perché il CVT offre la possibilità di adattare un'unità alle diverse esigenze di un SUV, furgone o auto sportiva e anche di dare ognuno un carattere specifico del marchio. A proposito di auto sportive: i loro motori elettrici di solito offrono una coppia totale maggiore rispetto al massimo di 600 Newton metri che il CVT può sopportare. Nel caso dei veicoli elettrici sportivi, invece, la potenza è solitamente generata da più motori. In un veicolo a trazione integrale con un motore per asse, la trasmissione CVT verrebbe utilizzata solo su un asse, mentre l'altro motore elettrico aziona il secondo asse senza rapporto variabile. La trasmissione sarebbe quindi concepibile anche in veicoli con coppie molto elevate.
Resta da vedere se i numerosi argomenti avanzati da Bosch prenderanno piede con le case automobilistiche. Al momento ci sono molte discussioni con OEM e produttori di trasmissioni che sono decisamente interessati a progetti futuri. Ma non ci sarà una soluzione pronta per il mercato prima del 2025, secondo Van den Heuvel.