Nelle auto elettriche far girare il motore più veloce non serve ad andare più forte. Serve a rimpicciolirlo. È il principio su cui ZF ha costruito l’High Revolution Drive, una nuova unità di trazione che arriva a 30.000 giri al minuto e che il gruppo tedesco punta a portare in produzione entro il 2030. Si tratta di un sistema 3 in 1, che riunisce in un solo blocco motore elettrico, elettronica di potenza e trasmissione. Rispetto a un’unità ZF SELECT di pari potenza, che arriva a 18.000 giri, è più piccolo e più leggero di quasi il 25% e richiede metà dei magneti.
Perché più giri significano un motore più piccolo
Il principio, spiega ZF, è semplice. A parità di potenza, più il motore gira veloce e meno coppia deve produrre. E siccome la coppia dipende in larga misura dal volume del rotore, il motore elettrico può essere progettato più compatto. La coppia necessaria alle ruote arriva da una trasmissione a due stadi con ingranaggi cilindrici elicoidali e un rapporto di riduzione di circa 18:1. Nella versione presentata l’unità sviluppa una potenza di picco di 200 kW, pari a 272 CV, e una coppia massima alla ruota di 3.500 Nm.
Il prezzo da pagare, a regimi così alti, sono rumori e vibrazioni. In un’auto elettrica, dove il motore termico non copre più nulla, un fischio può bastare a rovinare l’esperienza a bordo. ZF dice di aver affrontato il problema facendo leva sulla propria esperienza negli ingranaggi e nelle trasmissioni. «Robustezza e bassi livelli di rumore e vibrazioni sono stati obiettivi di sviluppo stringenti fin dall’inizio», spiega Thomas Meiser, responsabile della business unit E-Mobility di ZF. «Per questo abbiamo considerato motore elettrico, ingranaggi, cuscinetti e geometria dei denti come un unico sistema. Per la configurazione presentata, 30.000 giri sono il punto di equilibrio ottimale dal punto di vista economico e tecnico.»
Meno magneti, stessa efficienza
C’è poi un altro dato interessante. Ed è quello sui magneti. Una massa magnetica ridotta della metà significa costi più bassi e minore dipendenza da filiere critiche, spiega ZF. Il riferimento è alle terre rare dei magneti permanenti, la cui raffinazione è concentrata in gran parte in Cina. Non a caso anche Tesla ha da poco annunciato per il Cybercab un motore che rinuncia alle terre rare. Nonostante l’alto regime e il forte rapporto di riduzione, l’efficienza del sistema si mantiene vicina al 93%, in linea con quella dell’unità SELECT di riferimento. Secondo ZF, il peso inferiore contribuisce anche ad aumentare l’autonomia.
L’High Revolution Drive è pensato per le auto con potenze comprese tra 150 e 200 kW, cioè tra 204 e 272 CV. L’architettura è scalabile e funziona sia con impianti a 400 V sia a 800 V. Si tratta di una variante della piattaforma modulare SELECT, che riutilizza tecnologie già esistenti. «Con SELECT non dobbiamo ripartire da zero per ogni nuova variante di trasmissione», spiega Meiser. Per i costruttori significa tempi e costi di sviluppo più contenuti. ZF è già in trattativa con diversi marchi automobilistici, che per ora non sono stati resi noti.
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Dimmi che auto guidi e ti dirò chi sei. Che sia per scelta, esigenza o nessuna delle due, l’auto racconta molto delle persone. Non solo di chi ne fa un manifesto del proprio stile di vita. Daniele scrive di automobili perché raccontano molto del tempo in cui vengono pensate, prodotte e commercializzate. Cambiano forma, alimentazione e nome, ma continuano a dire qualcosa su chi le compra (e chi no). Giornalista pubblicista, racconta il mondo dell’auto cercando di capire cosa comunica davvero, oltre ai CV e ai consumi.