Sistema frenante nelle auto elettriche: cosa c'è da sapere?

• Esistono altre soluzioni utilizzate nelle auto con motore elettrico o ibride, oltre ai freni idraulici noti da anni?
• I veicoli elettrici e ibridi richiedono metodi di controllo diversi, elementi di attrito diversi, liquido dei freni diversi?
• Esistono requisiti diversi per le attrezzature da officina e le conoscenze meccaniche?

Nel 1926, un'automobile fu dotata per la prima volta di un sistema frenante idraulico. Il veicolo in questione era una Adler Srandard , e i freni erano forniti da ATE Lockheed . Le soluzioni sperimentate allora sono ancora oggi utilizzate nelle auto con motore a combustione interna, nelle auto ibride e nelle auto elettriche.

Le moderne auto elettriche e ibride utilizzano ancora sistemi frenanti idraulici sostanzialmente identici, con freni a disco e a tamburo. Vengono utilizzati anche liquidi per freni DOT3, DOT4 e DOT5.1. Sono in funzione gli stessi sistemi di sicurezza ESP. Perché, quindi, ci sono così tante informazioni sulle innovazioni apportate ai freni delle auto nel settore dell'elettromobilità?

Aspettativa di vita dei freni nei veicoli xEV

I veicoli elettrici e ibridi hanno un peso a vuoto maggiore e un'accelerazione significativamente migliore (grazie alla potenza e alla coppia dei motori elettrici). Possono accelerare fino alla velocità richiesta in un tempo inferiore. Accelerare una massa maggiore ad alta velocità genera un'elevata energia cinetica, che grava significativamente sul sistema frenante durante la frenata rispetto a un veicolo alimentato da un motore a combustione interna di massa inferiore che accelera alla stessa velocità. Di conseguenza, i dischi e le pastiglie freno devono essere sottoposti a carichi maggiori e temperature più elevate, il che richiede una maggiore capacità termica di tale sistema.

Perché allora gli utenti di veicoli elettrici e ibridi registrano un consumo quasi nullo dell'impianto frenante, ma in molti casi segnalano un funzionamento rumoroso dell'impianto frenante a causa della corrosione dei dischi freno?

Recupero e le sue conseguenze sui freni

I veicoli elettrici e ibridi utilizzano i loro motori elettrici per generare elettricità durante la frenata. Questo processo è chiamato recupero, ovvero l'energia cinetica del veicolo in accelerazione viene recuperata e convertita in elettricità dal generatore, che a sua volta carica la batteria integrata del veicolo.

La frenata rigenerativa spesso provoca una decelerazione così significativa che, reagendo al pedale dell'acceleratore, è possibile rallentare o accelerare il veicolo senza dover premere il pedale del freno. Il semplice rilascio del piede dal pedale dell'acceleratore provoca una decelerazione (frenata), il cui livello può essere regolato dall'utente in molti veicoli. Alcuni veicoli offrono persino la funzione di guida con un solo pedale.

Il livello di recupero riduce significativamente il carico sul sistema disco-pastiglie freno, con conseguente riduzione dell'attrito e dell'usura. Questo porta spesso alla corrosione dell'anello di attrito del disco freno e alla "vetrificazione" delle pastiglie freno. Questo è un motivo valido per recarsi in un'officina se si segnala un sistema frenante rumoroso e una riduzione della sua efficienza.

Affinché l'impianto frenante funzioni correttamente con tutti i sistemi di sicurezza e allo stesso tempo recuperi l'energia cinetica convertendola in energia elettrica, è necessario utilizzare sistemi completamente diversi per generare pressione nell'impianto frenante rispetto a quelli noti nei veicoli a combustione (pompa freno e servofreno).

Funzionamento dell'impianto frenante nelle auto elettriche e relativa manutenzione

Quando il conducente di un veicolo elettrico o ibrido desidera frenare, preme il pedale del freno. Il sistema elettroidraulico decide quindi se la frenata avviene applicando pressione alla pastiglia contro il disco o tramite frenata rigenerativa. Tali soluzioni sono utilizzate da diversi anni su un gran numero di veicoli, ad esempio il sistema ATE MKC1 e il più recente sviluppo ATE MKC2.

La manutenzione dei veicoli dotati di questi sistemi frenanti richiede l'utilizzo di apparecchiature diagnostiche adeguate e di accessori aggiuntivi (ad esempio, dispositivi per la sostituzione e lo spurgo dell'impianto frenante, come l'ATE FB30S). I meccanici devono inoltre aggiornare costantemente le proprie conoscenze sulla progettazione e il funzionamento dei moderni sistemi frenanti.

Innovazioni ATE per l'elettromobilità

ATE Green Caliper è una nuova evoluzione dei sistemi frenanti ATE per veicoli elettrici e ibridi. Utilizza pastiglie freno più sottili e dischi in lega resistenti alla corrosione. Molti veicoli elettrici (ad esempio quelli del gruppo VAG) utilizzano freni a tamburo, collaudati da anni, sull'asse posteriore. La frenata rigenerativa rende questa soluzione sufficiente, riduce la corrosione e le emissioni di polvere e prolunga gli intervalli di manutenzione.

Le normative ecologiche applicate nella progettazione di nuovi veicoli non riguardano solo i gas di scarico emessi, ma anche la polvere e la sua composizione che si genera durante l'abrasione delle pastiglie dei freni o degli pneumatici.

Le pastiglie freno ATE sono realizzate con nuove miscele studiate su misura per le prestazioni, le aspettative dei clienti e i requisiti ecologici, sia per l'impiego nei veicoli a combustione interna che nei veicoli elettrici e ibridi.