Sistema frenante completamente elettrico sviluppato da ZF per veicoli gestiti tramite software

Durante lo ZF Next Generation Mobility Day a Shanghai, ZF ha presentato per la prima volta un nuovo sistema frenante completamente elettromeccanico. La forza frenante viene generata su ciascuna ruota da un motore elettrico, eliminando l’uso di impianti idraulici e liquidi dei freni. L’impianto frenante è stato sviluppato nei centri di ricerca e sviluppo ZF in Cina, Stati Uniti e Germania per il mercato globale.

Nel nuovo sistema Brake-by-Wire a secco di ZF, la forza frenante sulla ruota è generata da motori elettrici anziché da un sistema idraulico. Grazie a questo tipo di sistemi “by-wire”, apriamo le porte a una nuova era di controllo dei veicoli, ha affermato il Dr. Holger Klein, CEO del Gruppo ZF.

Klein ha aggiunto che ciò è particolarmente visibile nei veicoli software-defined e alimentati elettricamente, dove si prevede che questo tipo di sistema frenante presenterà ancora più vantaggi e offrirà nuovo spazio nella progettazione e nello sviluppo

In un cosiddetto sistema frenante “a secco”, il liquido dei freni non è più necessario. Ciò significa che la forza frenante non è più generata dalla pressione del fluido nel sistema idraulico, bensi da motori elettrici. Anche i segnali di frenata dal pedale del freno al motore elettrico vengono trasmessi esclusivamente in modo elettrico, motivo per cui viene utilizzata la definizione “freno a filo a secco”.

Quali vantaggi si prevede porterà questa soluzione?

Rispetto ai sistemi frenanti convenzionali, si prevede che il nuovo sistema Brake-by-Wire, come l’Integrated Brake Control (IBC), consentirà spazi di frenata più brevi e un migliore recupero dell’energia di frenata, oltre a tradursi in minori costi di manutenzione.

Durante la frenata d’emergenza automatica, lo spazio di frenata a una velocità di 100 km/h può essere fino a nove metri inferiore rispetto ai sistemi frenanti convenzionali. Inoltre, le auto elettriche possono raggiungere un’autonomia maggiore fino al 17% grazie al migliore recupero dell’energia in frenata.

In particolare con i sistemi Brake-by-Wire a secco, i momenti di resistenza residui che si verificano nei sistemi frenanti convenzionali a causa del contatto minimo tra pastiglie e dischi freno possono essere ridotti quasi a zero. Il risultato sarà una riduzione delle emissioni di particolato causate dall’abrasione dei freni. La minore resistenza alla guida serve anche a risparmiare energia e ad aumentare l’autonomia del veicolo elettrico.

L’abbandono del sistema idraulico comporterà costi di assemblaggio e logistica molto inferiori durante la produzione del veicolo, perché il sistema è composto da meno parti. L’utente trarrà vantaggio anche durante la vita del veicolo: non sarà necessario sostituire il liquido dei freni e il numero di interventi di manutenzione richiesti in officina sarà ridotto.

Anche se non esiste più un collegamento meccanico tra il pedale del freno e gli attuatori del freno, la sensazione di frenata dovrebbe essere la stessa di un freno idraulico. La sicurezza della trasmissione e dell’elaborazione dei dati, nonché dell’alimentazione elettrica dei motori elettrici, dovrà essere garantita raddoppiando tutti i collegamenti e i sistemi, cosa comune anche nei sistemi by-wire nell’aviazione.

Completamente elettrico, completamente idraulico o misto

A seconda delle esigenze, i produttori di veicoli possono selezionare il sistema frenante ottimale: dal classico sistema frenante puramente idraulico a un nuovo sistema frenante completamente elettrico. Sono possibili anche forme ibride, ad esempio con un sistema idraulico nella parte anteriore e un sistema puramente elettrico sull’asse posteriore.