
11 Febbraio 2021
Il settore delle auto elettriche è in forte espansione e Bosch da diverso tempo sta lavorando per offrire nuove soluzioni tecniche destinate a questa forma di mobilità. Uno dei suoi ultimi progetti riguarda un cambio a variazione continua pensato per i veicoli a batteria. Si chiama CVT4EV ed è stato progettato appositamente per ottimizzare il funzionamento dei motori elettrici.
Come viene spiegato, questo cambio a variazione continua punta a trovare il giusto compromesso tra efficienza e prestazioni. Il tutto senza compromettere alcune caratteristiche tipiche delle auto elettriche come il piacere di guida e il comfort. Estremamente compatta, questa trasmissione lavora in modo tale che il motore elettrico possa funzionare nel punto di massima efficienza possibile, andando a scegliere sempre il rapporto di trasmissione ottimale.
I vantaggi di questa soluzione sviluppata da Bosch sono molteplici. Innanzitutto consente di ridurre i consumi a tutto vantaggio dell'autonomia. In secondo luogo, questa trasmissione può essere adattata per essere utilizzata su diverse tipologie di veicoli, dalle citycar alle sportive. Inoltre, visto che permette di sfruttare al massimo le potenzialità di un motore, consente di costruirne di più piccoli.
Non sono moltissimi i dettagli tecnici condivisi, comunque, il cambio CVT4EV viene fornito da Bosch assieme all'inverter e al motore elettrico. La trasmissione viene fornita già tarata in base alla tipologia del mezzo su cui sarà montata. Questo pacchetto completo dovrebbe permette ai costruttori di auto di risparmiare molti soldi nello sviluppo del powertrain. Si tratta di una soluzione interessante che sulla carta permette di migliorare l'esperienza di guida delle auto elettriche eliminando potenzialmente alcuni difetti come gli alti consumi alle velocità elevate.
Hyundai IONIQ 6: prova su strada. Ottimi consumi e tanto spazio | Video
Citroen C5 Aircross Plug-in Hybrid alla prova del pendolare: consumi e comfort
Polestar 2: prova su strada, l'elettrica che copia Tesla (e non è un male) | Video
Euro 7 ufficiale: lo stringente standard in vigore per le auto da luglio 2025
Commenti
L'auto elettrica è più affidabile perché ha molte meno parti in movimentooo..oops.
appunto, uno dei vantaggi del cambio sarebbe quello di aumentare l-autonomia a velocita' autostradali anche senza montare un motore con una coppia mostruosa perche' hai messo una marcia singola, ma molto lunga.
il caso della auto da formula E e' diverso perche' li sono piu importanti le accelerazioni
e un cambio rallenta siuramente le accelerazioni.
Poi bisogna sempre vedere quelli che sono i vincoli di regolamento che vengono messi
Dipende dall'uso, per uso sportivo dove si cerca prestazioni anche ad alta velocità (ripresa, velocità massima sopratutto sostenuta), puo' avere senso, senza eccessivi sovradimensionamenti del powertrain.
Ad es. Tesla dispone di elevati regime di rotazione, ma la potenza disponbile si riduce ad elevati regime di rotazione.
Non sono sovradimensionati, semplicemente quella potenza e' di picco, come è normale che sia negli azionamenti elettrici per trazione, da sempre (es. treni elettrici). Quei 100-300kW coprono i fabbisogni transitori. Tipicamente i valore di picco è riferito ad una durata massima di 60s ed è determinato da limitazioni termiche del powetrain.
Esempio: Motori Audi Etron pubblicizzata per 300kW=135kW+165kW (certo, per 10s...quello che chiamano boost) https://uploads.disquscdn.c...
Questo non vale per l'Audi, vale per tutti i costruttori di EV.
Può essere un'interessante interpretazione ma l'articolo dice:
si parla quindi di riduzione dei consumi e della potenza del motore e non di aumento delle prestazioni.
Ma anche parlassimo di prestazioni: la formula e dal 2013 al 2020 ha visto diminuire sempre più il numero di marce sulle monoposto elettriche (inizialmente fino a 5) e sempre più team sono passati al monomarcia. Oppure anche ZF l'anno scorso ha presentato un suo cambio a due marce, con cambio marcia a 70 km/h circa che permetteva di risparmiare fino a un 5% teorico di autonomia. Un cambio però necessità anche di spazio, aumenta il peso e prevede il rischio di rottura (come per qualsiasi elemento meccanico presente in un'auto). Senza considerare che non ho alcun vantaggio ad avere velocità massima più alta se poi devo stare in pausa svariati minuti per ricaricare l'auto. Tanto vale andare piano anche in autostrada (110 km/h come nel tuo esempio) se tanto poi devo fermarmi alle colonnine comunque per i viaggi lunghi.
il fatto e' che per avere una certa velocita' massima devi avere un certo valore di rotaizone massimo. Al tempo stesso essendo la marcia unica devi pure avere una coppia molto alta da fermo perche' e' come se volessi partire in 5a. E' ovvio che per una citycar non fa tanta differenza, ma se vuoi andare anche su auto piu sportive oppure piu pesanti, oppure entrambe come i suv sportivi.....diventa difficile conciliare capra e cavoli con una marcia fissa
Non da ultimo questi sono tedeschi e sulle autostrade tedesche se giri ai 180km/h ...devi stare nella corsia di destra
non da ultimo il fatto che e' vero puoi avere la stessa coppia anche a regimi elevati, ma i consumi cresocno esponenzialemnte
motivo per cui io anche sulla A22 che notoriamente no nha velox.....vedo le Tsla rigorosamente viaggiare a 110kmh
Magari qualcosa aiuta ma, inevitabilmente, introduce attriti, peso e costo.
Ed erano anno che dici sciocchezze. Non vedremo mai un cambio sulle auto elettriche. I benefici (quando ci sono, casi molto rari) sono talmente minimi da non renderlo conveniente.
Grazie. Finalmente qualcuno ha spiegato bene questa cosa.
Non puoi ridurre i consumi in extraurbano semplicemente aggiungendo un cambio (non in modo apprezzabile).
In un auto elettrica i motori hanno sempre un rendimento del 97 -98 -99%.
Un cambio potrebbe mantenere il motore nel range di massima potenza o massima coppia, ma il vantaggio è da valutare.
Ad esempio, il motore di una Model S è grande come un borsone da palestra, pesa circa 70 kg e costa a Tesla circa 700-800$.
Un cambio aggiunge costi, attriti, complessità, ingombro.
In genere la soluzione preferibile è sovradimensionare il motore (la scelta di Tesla e altri costruttori)
Questo sistema però può essere utile solo su motori poco performanti che beneficerebbero della riduzione di range di operazioni.
Ma per i motori più performanti ad esempio quelli di Tesla il regime entro cui opera sono molto più ampi quindi si introdurrebbe maggior complessità per un beneficio minimo.
Si, si.. mi sono reso conto solo del discorso. In ogni caso non penso sia sbagliato come ragionamento. Secondo me aiuta..
Non c'è mai stato su auto puramente elettriche. Diverso è il discorso degli ibridi.
Non capisco. Su Toyota c'è sempre stato. Anche su altre marche. Alcuni hanno scelto di mettere il doppia frizione. In teoria il cat aumenta l'efficienza e diminuisce gli attriti. In extraurbano consumano di più perché il motore elettrico, al contrario di quello a termico, perde di efficienza con l'aumentare dei giri.
I consumi penso siano più dovuti al drag aerodinamico e al fatto che fuori città non si ricarica la batteria in frenata.
Certo poi far girare il motore sempre al regime ideale può aiutare anche l'efficenza ma dubito sarà una rivoluzione, ma sicuramente aiuta a migliorare le prestazioni (evitando anche di usare cambi a più velocità)
Ok però prendiamo ad esempio Tesla, fa ottime auto elettriche e anche a livello di velocità massima ed efficienza non se la cava male. Non ha nessun cambio e la trasmissione è "monomarcia". Il risparmio energetico del sistema Bosh è tale da preferire motori più piccoli magari sottodimensionati con un cambio e trasmissione più complessi rispetto alla soluzione di Tesla? Ci vorrebbero più numeri per farsi un'idea, a mio avviso.
quanta energia serve per avere tutta la coppia necessaria per muoversi? se ci fosse un rapporto più corto ne servirebbe di meno. quindi migliore prestazione con meno energia.
il downsizing dei termici era una follia dovuta solo ed esclusivamente ai metodi di valutazione delle emissioni, allo stesso modo dello start&stop e del mild hybrid. Ovviamente le case, essendo obbligate ad adoperare soluzioni del genere hanno spinto a livello di marketing per farle passare come miglioramenti per l'utente finale...
Ti ringrazio per la risposta. Vedremo quando ci saranno dati più specifici e confronti. Mi auguro solo che depotenziare i motori elettrici non finisca come il downsizing dei motori termici: guadagni importanti nei consumi sulla carta, ma poi in realtà...
Erano anni che lo dicevo. Ed ogni volta arrivavano gli 'espertoni' a dirmi che 'eh ma l'auto elettrica non ha bisogno del cambio'. Sto c@220 :D . Considerando i consumi alti che hanno le elettriche nell'extraurbano, era solo questione di tempo che qualcuno introducesse un cambio per questi motori.
Questa è la svolta, ma possibile che servano sempre i tedeschi a insegnare a rivoluzionare il mondo delle auto?
il problema del motore elettrico è che efficienza e coppia decandono ad alti regimi che con un rapporto fisso significa alte velocità, quindi il motore è meno prestazionale ed efficiente proprio quando deve vincere la maggior resistenza come in uso extraurbano-autostradale.
Questo è anche il motivo per cui ci troviamo le attuali auto elettriche con motori palesemente sovradimensionati (vedi tutte le utlitarie da 100kW).
Con un CVT probabilmente si potrebbero usare motori più piccoli in un range di maggiore efficienza.
Per un uso urbano comunque spero che continuino ad usare la trasmissione diretta con motori da 50-60kW, essendo us sistema semplice, affidabile ed adatto per le utilitarie.
Ecco, stanno iniziando a complicare tutto anche nell'elettrico.
probabimente sarebbe un rapporto troppo lungo e il motore non avrebbe prestazioni sufficienti.
Grafico verde vero? Ma allora mettere un rapporto fisso molto alto in modo che il motore elettrico non superi mai i 3000 giri?
Ti ringrazio per il tempo speso a cercare il grafico. Sono d'accordo che
un cambio permette di ottimizzare il regime di funzionamento del
motore. Vedremo che marchi useranno il sistema Bosh per poter fare
eventualmente confronti.
EDIT: ho letto poi sotto qual è il tuo dubbio. In effetti capisco la perplessità e direi che, come al solito, dipende dall'auto che si va ad acquistare. Sicuramente auto prestazionali e molto costose avranno questo sistema, auto normali (utilitarie e fino a segmento C) avranno il sistema che dici tu, molto più semplice e meno costoso da mantenere, dato che con le velocità in gioco e i pesi non giustificheranno aggiunte di questo tipo con tutti i limiti del caso che hai illustrato sotto! :)
La curva di coppia di un motore elettrico utilizzato nel settore è di questo tipo (non guardare i numeri ma l'andamento). Da questo vedi che la coppia è costante fino a un certo regime di rotazione, per poi decrescere. Insomma, se uno non salisse mai sopra un certo regime di rotazione, avrebbe sicuramente una coppia costante. Per regimi superiori diventa interessante avere un cambio, in modo da variare il rapporto alla ruota.
https://uploads.disquscdn.c...
Sono d'accordo con quello che hai scritto. La teoria "di base" del motore elettrico asincrono sono andato a cercarmela. Quello che non capisco è: una normale implementazione "monomarcia", come si può trovare su alcuni veicoli elettrici, è così inefficiente da dover richiedere l'ingegnerizzazione di un cambio cvt con relativa trasmissione? Qualsiasi elemento meccanico aggiunto implica peso, complessità, attrito, eventuale necessità di revisione/manutenzione, ecc... I vantaggi superano dunque gli svantaggi nei motori elettrici correttamente dimensionati, oppure è fatto per spostare la complessità progettuale dal motore elettrico (esempio per averne uno standard per tanti veicoli) al cambio, oppure altro che ignoro? La cosa mi incuriosisce perché avevo letto in giro speculazioni secondo cui Bosch spinge sulla produzione dei cambi sulle auto elettriche per non essere tagliata fuori dal mercato dei ricambi d'auto (di cui sulle termiche c'è molto più bisogno che sulle elettriche).
2 considerazionei:
1_bisogna vedere l-efficienza del cambio, potrebbe anche essere un cambio che su certe velocita' lavora come una presa diretta
2_bisogna vedere quale aumento di efficenza da creare un motore con una velocita' di rotazione massima meno spinto. Inoltre vle anche
3_l-affidabilita' del cambio non mi spaventa per niente. A parte alcuni modelli di nuove tecnologie, tipo i cambia doppia frizione a secco di VW cche avvano problemi alle prime generazioni.....poi un cambio dura piu di tutto il resto della vettura. Tranquillamente 400k li fa
magari non li fa la frizione
il limite dei motori elettrici e' proprio il regime di rotazione
oltre un certo regime il motore richiede energia infinita solo per girare (anche a carico zero)
inoltre non e' vero come spesso scritot che la coppi amassima e' disponibile sempre. Puoi modificare alcuni paramentri per mantenerla piu costante su un ampio margine di regimi di rotazione, ma oltre un certo regime (che dipende dai paramentri costruttivi del motore elettrico) si ha un rapido declino.
E' un po come quando si dice che la coppia dei motori diese (sopratutto quelli multiturbo )e' costante.......e' costante si ma in un certo range, non all-infinito
Verissimo, però secondo me è solo questione di abitudine perché sugli scooter (anche quelli sportivi o modificati) nessuno si lamenta del fatto che il motore sia elastico né tutti gli altri "difetti" attribuiti ai cvt automobilistici.
Non è sportivo perché non viene progettato per esserlo, altrimenti lo sarebbe. Infatti in F1 è proibito dal regolamento perché sarebbe troppo vantaggioso rispetto agli altri. Non ha buchi di coppia né tempi morti (per quanto ormai ridottissimi) per le cambiate.
Non devi ragionare come se fosse un motore a combustione. In un motore elettrico asincrono si ha la coppia "massima" fin da fermo e modificando la tensione nominale fino ad un certo valore (che dipende dalle specifiche del motore) si può mantenere quella coppia quasi costante fino ad una velocità massima fissata in fase di progetto. In questo range qualsiasi cambio è solo inutile aumentando complessità e attriti senza guadagno. Quando all'aumentare "dei giri" la coppia decresce, allora sì, sono s'accordo che un cambio può permettere un guadagno di prestazioni/consumi ma ripeto che a mio parere il guadagno che si ha a velocità sostenute non compensa l'aggravio di peso, complessità attriti e problemi di rotture che la presenza di un cambio porta con sè.
Non ho detto il contrario ;)
Anzi, non puoi usare i termini "sportivo" e "comfort"! Proprio non puoi! E' un insulto a chi ti sta leggendo/ascoltando (ma come ho detto, c'è chi ci crederà).
Sul motore Toyota, un vantaggio ce l'ha:
Puoi far girare il motore a benzina a regimi ottimali, ovvero a 5000-5500 giri costanti da 0 a 120km/h se vuoi una accelerazione "sportiva" oppure accelerare da 0 a 120km/h a 1500rpm costanti per avere una accelerazione "economica". E non é da poco.
il cvt non ha nulla di sportivo e non è nemmeno piacevole da usare. è solo molto confortevole.
C'è solo un modo per poter creare qualcosa di affidabile, creare un sistema simile all'eCVT. Non dicono come sia questo cvt4ev, ma qualsiasi sistema CVT costruito in Germania é sempre stato un fallimento (gli ultimi ad averci provato inutilmente: BMW con le Mini).
Sui motori elettrici, in teoria non hai bisogno di un cambio CVT, puoi risolvere tutto tramite software... Anzi, rischi solo di avere perdite di energia con cambi "meccanici", per via delle frizioni. Ma se dicono che sia efficiente, non può essere altro che un eCVT. Poi magari mi smentiranno un giorno, ma visto come hanno criticato il sistema Toyota, si vedeva l'invidia nelle frasi.
Sistema, tra l'altro, usato sia in vetture da 300cv e motori da 2.5L che in vetture da 100cv e motori da 1.0L (guarda caso, come questo di Bosch!)
Il problema dell'eCVT é che rende "elastico" il motore. Consumi molto meno e puoi gestire alla perfezione il risparmio in base ai giri e velocità dei vari motori, ma perdi in prestazioni - non puoi consumare niente e avere prestazioni da Ferrari.
è lo stesso discorso della bicicletta. Se hai la forza nelle gambe per muoverti anche con il rapporto più lungo, fai comunque più fatica che ridurre il rapporto.
Vale lo stesso per i motori elettrici, consumano più energia per muoversi. Il concetto del cambio rapporto vale per tutti.
Finalmente si stanno svegliando.
Premetto che non sono un ingegnere meccanico e quindi potrei sbagliarmi, eppure non capisco come aggiungere un elemento meccanico come un cambio a variazione continua possa consentire una riduzione dei consumi. Se di considera il regime di coppia quasi costante non c'è nessun guadagno, anzi solo attriti ulteriori dovuti al cambio. Può avere un senso per poter alzare la velocità massima del veicolo, ma a che costo di complessità rispetto alle classiche implementazioni "monomarcia"? Se poi consideriamo i limiti di velocità stradali/autostradali non capisco proprio il senso dei cambi in generale sulle auto elettriche.
Ciao, dopo aver letto l'articolo e successivamente il tuo commento non ho capito il nesso.
Che ha combinato Bosch per copiare Toyota?
Hahaha, hanno criticato il sistema Toyota per 20 anni... Ma alla fine ci sono riusciti anche in casa Bosch. Ogni tanto anche la volpe arriva all'uva. 30 anni dopo gli altri, ma ci arrivano anche loro.
Sono ridicoli però quando inseriscono termini come "prestazioni" e "comfort" nello stesso contesto. E' anche vero, che di pesci che abboccano a termini che nessuno conosce, ce ne sono tanti.